Осада продолжалась до конца августа. Хотя Барбаросса и распорядился соорудить мощные стенобитные орудия, чтобы, наконец, поставить Милан на колени, однако стены города и его оборонительные валы, пожалуй, еще долго выдерживали бы натиск противника, если бы не иссяк запас прочности у людей. Миланцы, страдая от нехватки продовольствия и сознавая безнадежность своего положения, опять пошли на переговоры с Барбароссой, теперь уже соглашаясь на капитуляцию. У императора на сей раз не было причин ответить отказом: город сдавался на милость победителя, переходя в его руки. Это было как нельзя более кстати, поскольку и в императорском войске, измученном затянувшейся осадой, уже ощущалась усталость. Большой успех, к которому стремился Барбаросса, был достигнут своевременно.
Император созвал князей на совет, дабы обсудить с ними условия капитуляции. 7 сентября 1158 года был подписан договор из тринадцати пунктов, хоронивший вольности гордого Милана. Город был вынужден согласиться на строительство в своей черте укрепленной императорской резиденции, уплату контрибуции в девять тысяч фунтов серебра и предоставление заложников в порядке гарантии выполнения этих обязательств. Избранные народом консулы отныне должны были утверждаться императором, к которому переходили и все так называемые регалии — доходы от чеканки монеты и рыночной торговли, таможенные сборы и прочие привилегии. Уже на следующий день после подписания договора миланцы передали победителям заложников и свыше тысячи пленников, многие из которых уже более десяти лет томились в городских казематах — темных, сырых, кишащих крысами, жабами и даже змеями.
Не отказался Барбаросса и от унизительного для побежденных формального акта капитуляции. Перед роскошным шатром, подаренным ему английским королем Генрихом II, для императора установили трон, перед которым появились 12 консулов Милана — босые и с подвешенными на шею мечами на веревке. Они бросились в ноги победителю, вымаливая у него, своего нового господина, пощады и прощения. Именитые миланцы пытались деньгами откупиться от такого унижения, но Барбаросса был неумолим. Пожалели одного лишь архиепископа Миланского, поскольку император признал его имперским вассалом. Но и для него жестоким наказанием послужило то, что на протяжении всей экзекуции он должен был стоять подле трона среди имперских епископов и смотреть, как попирают достоинство сограждан, в глазах которых и сам он становился пособником их врагов. Один из консулов обратился к Барбароссе со словами покаяния: «Мы погрешили, свершив неправое дело, и теперь просим прощения. Наши головы, которые мы предаем вашей власти и вашему мечу, пусть ответят за всех миланцев, а вместе с этими мечами, — продолжал консул, дрожащей рукой коснувшись висевшего у него на шее клинка, — в вашей руке будет все оружие Милана».
Воцарилась тишина, не нарушаемая ни единым звуком. Все напряженно ожидали ответной реакции императора, выдерживавшего паузу. Наконец Барбаросса поднялся и велел консулам приблизиться к себе, после чего в знак примирения расцеловался с каждым из них. В завершение церемонии глашатай объявил об освобождении Милана от имперской опалы. Город вновь становился союзником императора.
Расправа с непокорным Миланом послужила для итальянцев горьким уроком, на что и рассчитывал Барбаросса. Со страхом и изумлением смотрели на него, сумевшего не только продиктовать свою волю папе римскому, но и подчинить себе могущественнейший город — неприступную крепость. Прежде угнетавшиеся Миланом Павия, Лоди, Комо и многие другие города рукоплескали своему освободителю, а прочие поспешили заверить его в своей преданности. Однако прошло совсем не много времени, и всем стало ясно, что победитель не остановится на достигнутом. Во все города, к светским и духовным господам Италии стали поступать императорские распоряжения, предписывавшие прибыть к 11 ноября 1158 года на Ронкальские поля, где предполагалось огласить судебные приговоры и новые законы ради изменения существовавших в Италии порядков — для укрепления императорской власти.
Отойдя от Милана, большая часть немецкого войска двинулась в северо-западном направлении — домой, в Германию. Барбаросса был вынужден распустить свое воинство, достигшее цели, ради которой оно прибыло в Италию. Ушли Бертольд Церинген и Генрих Язомиргот. Король чешский Владислав II также попросил императора об увольнении, и тот с превеликой неохотой отпустил от себя этого мужественного воина, пожаловав ему в награду за службу 1000 марок серебра. Оставшись с небольшим отрядом немецких рыцарей, Барбаросса, которому еще предстояли важные дела в Италии, рассчитывал на помощь верных городов Ломбардии.