A honvédsereg 1849. április 26-án megfutamította az osztrák főerőket, majd a Heinrich Hentzi és mintegy 5000 katonája által védett főváros visszafoglalására indultak. Görgei Artúr 31 ezer fős serege élén május 4-én érkezett Buda falai alá, és egy fogoly osztrák tiszttel üzenetet küldött a várba. Ebben megadásra szólította fel a védőket, másrészt kérte a parancsnokot, hogy a küzdelmet a pesti oldal és a civil lakosság megkímélésével vívják meg. Világosan fogalmazott:
„Ha pedig ön az úgynevezett Budavárának végsőkig való megvédésével összekötendi a Lánchíd megrontását, vagy Pestnek bombázását, honnét ön megegyezésünk folytán megtámadástól egyáltalán nem tarthat, s mely tett nyilván csak alávalónak lenne mondható, akkor önnek becsületszavamat adom, hogy a vár bekövetkezett megvétele után az egész várőrség kardra fog hányatni.”
Ez egyértelmű válasz volt, így a nyugati oldalon felállított magyar tüzérség is lőni kezdte a vár falait. A tüzérség eredményei nyomán a május 17-ről 18-ra virradó hajnalon felderítő századok megpróbálkoztak egy rohammal, de ezt a védők akkor még visszaverték, mivel a nyugati falakon ütött rés nem bizonyult még elegendőnek a bejutáshoz.
Május 21-én hajnali három órakor aztán Görgei eredményes rohamot indított: az ágyúsor össztüze után Nagysándor József I. hadteste átjutott a falakon, miközben Aulich Lajos II. és Knézich Károly III. hadteste északi és déli irányból támadta a kapukat. Miután a honvédsereg betört a Várba, maga Hentzi állt csapatai élére, szuronyrohamát azonban elsöpörték, ő maga is életét vesztette. Az osztrák parancsnok helyettese, Alois von Alnoch megpróbálkozott még a Lánchíd felrobbantásával, de az aknák végül az ő életét oltották ki.
A 17 napon át vívott ostrom során a magyar hadsereg katonái közül 368 fő esett el és mintegy 700-an sebesültek meg, ezzel szemben az osztrák védők vesztesége 710 fő volt, illetve fogságba esett további 4000 katona. Az 1849. május 21-i diadalmas budai bevonulás a szabadságharc egyik legdicsőbb pillanata volt, 1992-től ez a magyar honvédelem napja.
