Diesmal konnte eine Eroberung der Stadt allerdings nicht verhindert werden. Der Bischof floh. Nach vier Wochen ergab sich Osnabrück dem Befehlshaber der Schweden, Dodo von Knyphausen. Nun wurde zwischen der Stadt und den Schweden einerseits sowie zwischen der Stadt und den kaiserlichen Vertretern andererseits verhandelt. In zwei Akkorden vom 12. September 1633 wurde vereinbart, dass die kaiserlichen Truppen sich zuerst in die Petersburg und dann vollends zurückzuziehen hätten. Außerdem wurde die Besetzung der Stadt durch die Schweden beschlossen. Ab Anfang Oktober 1633 waren die Schweden Herren der Stadt.

Die neuen Herren

Neuer Landesherr wurde Gustav Gustavson, ein unehelicher Sohn Gustav II. Adolf von Schweden. Er ließ sich am 24. Januar 1634 huldigen und wurde - als Nachfolger des dadurch automatisch abgesetzten von Wartenberg - evangelischer Bischof in Osnabrück. In der konfessionellen Frage wurde entschieden, die Verhältnisse aus der Zeit des evangelischen Bischofs Philipp Sigismund von Braunschweig wiederherzustellen. Das bedeutete freie Religionsausübung für die Protestanten und die Möglichkeit der Rückkehr von ehemals vertriebenen evangelischen Familien. Das durch von Wartenberg initiierte Jesuitenkolleg wurde geschlossen.

Der überwiegend katholische Stadtrat trat am 11. Oktober 1633 zurück. Am 12. Oktober wurde ein rein protestantischer Rat gewählt, eine Konstellation, die über 200 Jahre Bestand haben sollte. Die Schweden waren durch mehrere Truppenverbände in der Stadt präsent, mussten von den Bewohnern der Stadt beherbergt und verpflegt werden, was eine schwere Belastung der Bürger, nicht aber der katholischen Geistlichen bedeutete.

Erst der Vorfrieden von Hamburg im Jahr 1641 brachte die Friedensverhandlungen auf den Weg und bestimmte die beiden Städte Osnabrück und Münster als neutrale Verhandlungsorte. Für Osnabrück brachte das Ende der schwedischen Besatzung am 25. März 1643 die Neutralität.