Последний шанс был упущен; стало ясно, что Рим не спасти. И все же город не сдавался. Однако 17 декабря 546 г. несколько византийских солдат-наемников, давно не получавших жалованье, открыли Асинарийские ворота и готы хлынули внутрь. Бесс и часть представителей римской знати бежали. Оставшиеся искали прибежища в церквях, пока в городе творились бесчинства. Наконец Тотиле удалось навести порядок и римляне вышли на улицы в поисках пищи. К счастью, победители достаточно быстро наладили снабжение города продовольствием. По словам Прокопия, от былого населения великой столицы осталось только 500 человек.
Хотя падение Рима и не являлось серьезным поражением в стратегическом смысле, как символическое событие оно имело исключительное значение, и Тотила сразу же предложил византийцам мир. Но условия договора, предложенного готами, были отвергнуты императором, и бои возобновились. Через несколько месяцев, когда стало ясно, что ни той ни другой стороне не удастся добиться ощутимого перевеса, Велисарий решился на последнее обращение к императору, прося выделить больше средств на ведение войны. Послание вызвалась доставить Антонина, поскольку имела прямой доступ к императрице, а через нее — к самому Юстиниану. В середине лета 548 г. Антонина отправилась в Константинополь и обнаружила город погруженным в глубочайший траур. Умерла Феодора. Император, убитый горем, не хотел никого видеть. Все, что Антонина смогла сделать, — это добиться отзыва из Италии своего мужа: поражение византийских войск казалось неизбежным, и она хотела, чтобы Велисарий нес за него ответственность.
В начале 549 г. Велисарий вернулся в столицу. Вторая итальянская кампания вылилась для него в пять лет сплошных разочарований, но он спас Италию для империи, по крайней мере временно. Если бы не Велисарий, византийцев бы изгнали с Апеннинского полуострова еще в 544 г.
Юстиниан приветствовал своего полководца как давно утерянного друга. На протяжении нескольких лет их разъединяла Феодора, которая постоянно настраивала мужа против Велисария. Император никогда всерьез не верил Феодоре, но ей удавалось поддерживать у него чувство смутного раздражения к военачальнику. С ее смертью это чувство быстро рассеялось. Однако даже Велисарий не смог убедить императора предоставить необходимые средства для окончательного разгрома Тотилы. Юстиниан теперь был озабочен совсем иной проблемой, которая снова лежала в области теологии.
В 543 г. фанатичный монофизит по имени Яков Барадей (Оборванец), посвященный в епископы ссыльным патриархом Александрийским, отправился в путешествие по Востоку с намерением возродить монофизитские настроения. Он исходил вдоль и поперек Сирию и Палестину, Месопотамию и Малую Азию, рукоположив около тридцати епископов и назначив несколько тысяч священников. Юстиниан оказался в затруднительном положении. Он не осмеливался открыто действовать против набравших силу монофизитов, но, с другой стороны, его уже критиковали на Западе за проявление инертности перед лицом новой угрозы. Поэтому он решил сделать своеобразный дипломатический ход, пойдя на публичное осуждение — но не монофизитов, а тех, кто находился на противоположном конце теологического спектра, несториан. С того времени, когда в 431 г. состоялся Эфесский собор, в пределах имперских границ несториан осталось совсем мало (если они вообще остались), и, следовательно, атака на них не имела практического значения. Но к ним питали равное отвращение и монофизиты, и православные, и такое заявление, как казалось инспектору, могло бы разрядить ситуацию. В 544 г. Юстиниан издал указ, в котором осуждались три еретических учения, против которых особенно восставали монофизиты, — повсеместно именовавшиеся «Три главы». Но монофизиты не были этим умиротворены, тогда как на Западе епископы пришли в ярость. Любая атака на несториан, гневно заявляли они, может означать лишь пособничество монофизитам. В результате константинопольский патриарх Мина, подписавший указ Юстиниана, был немедленно отлучен от церкви папой римским Вигилием.