Na twee maanden belegering overtuigde Pappenheim eindelijk Tilly, die versterkingen had meegebracht, om de stad op 20 mei te bestormen met 40.000 man onder persoonlijk bevel van Pappenheim.De inwoners van Maagdenburg hadden tevergeefs gehoopt op een Zweedse hulpaanval.Op de laatste dag van het beleg besloten de raadsleden dat het tijd was om vrede te eisen, maar het bericht van hun beslissing bereikte Tilly niet op tijd.In de vroege ochtend van 20 mei begon de aanval met zwaar artillerievuur.Kort daarna lanceerden Pappenheim en Tilly infanterie-aanvallen.De vestingwerken werden doorbroken en de keizerlijke troepen waren in staat de verdedigers te overmeesteren om de Kröckenpoort te openen, waardoor het hele leger de stad kon binnengaan om haar te plunderen.De verdediging van de stad werd verder verzwakt en gedemoraliseerd toen commandant Dietrich von Falkenberg werd doodgeschoten door katholieke keizerlijke troepen.De plundering van Magdeburg wordt beschouwd als het ergste bloedbad van de Dertigjarige Oorlog, met de dood van ongeveer 20.000 tot gevolg.Magdeburg, toen een van de grootste steden van Duitsland, met in 1630 meer dan 25.000 inwoners, kreeg zijn belang pas ver in de 18e eeuw terug.