Поздней осенью Генрих прошел через Альпы и в январе прибыл в Милан, где короновался железной короной ломбардских королей. В это время Северная Италия была раздроблена на 40 отдельных центров, которые находились во взаимной вражде. В городах шла непрерывная борьба между гвельфами и гибеллинами за власть. Когда король вступил в Северную Италию, он располагал войском в 5 тысяч человек и не мог, опираясь на силу, участвовать в решении тех или иных споров. Однако, опираясь на своих сторонников — гибеллинов, он постепенно навязал свою власть Брешии, Кремоне, Виченце, Генуе.
Вся Ломбардия, таким образом, изъявила ему свою покорность. Но Генрих видел, что власть его крайне непрочна. К тому же, по мере того, как таяли его войска, он все более попадал в зависимость от своих итальянских союзников, мечтавших только о том, чтобы с его помощью обделать свои дела. Поэтому он не решился идти в Рим через гвельфскую Тоскану и повернул в Геную. Здесь он пробыл до февраля 1312 года, потом переехал в Пизу, а оттуда отправился в Рим. При нем находились сильные отряды пизанцев и генуэзцев, составлявшие его почетный конвой. В мае Генрих въехал в Вечный город и остановился в Латеранском дворце.
Но так как к храму святого Петра, где традиционно происходила коронация императоров, из-за сильного сопротивления гвельфов, он не пробился, то скрепя сердце согласился короноваться в Латеране. 22 июля 1312 года присланные папой кардиналы возложили на его голову императорскую корону. Осенью Генрих решил утвердить свою власть и во Флоренции. Подойдя к городу, император увидел, что укрепления её неприступны, что гарнизон силен, а защитники полны воодушевления. Тем не менее, он начал осаду. Однако все его приступы были отбиты, и в январе 1313 года голод и болезни принудили его отвести армию. В марте Генрих переехал в Пизу. Еще во время осады он заболел лихорадкой. Теперь болезнь стала быстро прогрессировать, и в августе, во время похода на Сиену, он скончался. История Генриха ещё раз подтвердила, сколь сильны были у германских королей имперские надежды, невозможность претворить их в действительность