Nach langen und schweren Parteikämpfen der wurde er im Konklave am 29. April 1670 zum neuen Papst gewählt. Auf Grund Alters von bereits 80 Jahren war er meisten Kardinälen als Kompromisskandidat recht. Zur Enttäuschung der meisten Kardinäle erwies sich Klemens jedoch als ziemlich vital für sein Alter.
Die Staatsgeschäfte überließ er aber sofort der Wahl Kardinal Paluzzo Paluzzi degli Albertoni
Klemens X. starb nach einem für Zeitgenossen überraschend langem Pontifikat von 6 Jahren Rom sein Grabmal befindet sich an einer Stelle im Dom von St. Peter.