Отходом небольшой части волонтеров и отводом пушек в глубь острова партизанский вождь хотел создать впечатление, что отряд отступает; тогда противник своими основными силами станет преследовать отступающих и тем самым будет отвлечен от города. Этот маневр удался. Ночью 26 мая Гарибальди совершил фланговое движение с главными силами и появился в таком месте, где его совсем не ждали.
27 мая на рассвете, после стремительной атаки форта Терми-ни, Гарибальди вступил в город. Хотя ему и удалось обмануть неприятеля, все же в Палермо у Бурбонов оставались значительные силы. Волонтеры готовились к неминуемому сражению. Горожане были ошеломлены вступлением плохо вооруженных партизан в Палермо, где имелись мощные крепости, большая армия, арсеналы... Но вскоре горожане поднялись на борьбу. Даже женщины, старики и дети строили баррикады; борьба приняла характер народного восстания.
Королевская армия и флот начали бомбардировать Палермо с двух сторон — с суши и с моря. Но гарибальдийцы и восставший народ были неустрашимы и проявляли сказочный героизм. К вечеру 27 мая все население города вышло на улицу с трехцветными значками, сообщал русский консул. В течение трех дней бурбонские войска обрушивали на город тысячи бомб и ядер. Но они не могли устоять перед натиском восставшего народа. 30 мая представители королевской армии предложили перемирие и вскоре после того подписали акт о капитуляции, а бурбонская армия покинула столицу Сицилии.
Энгельс, следивший с величайшим вниманием за каждым шагом Гарибальди, отмечал, что маневры, предпринятые Гарибальди с целью подготовки штурма Палермо, как и все операции по взятию города, «носят печать военного гения».
Победа революции в столице Сицилии решила судьбу острова, к тому времени охваченного пламенем восстания. Вскоре почти вся Сицилия была освобождена от власти ненавистных Бурбонов. Лишь в Мессинской крепости Бурбонам удалось удержаться еще несколько месяцев.
На острове возникла новая власть.