Tra le ore 11 e le 12:33 del 13 agosto 1943, Roma è colpita da una seconda, violentissima incursione alleata; 409 tra caccia e bombardieri statunitensi, decollati dalle piste dell'Africa settentrionale, si alternano in tre diverse ondate sul cielo della capitale, senza che la Regia Aeronautica e l'apparato di difesa contraerea riescano ad intervenire in maniera efficace per scongiurare il massiccio bombardamento.
Obiettivo dei bombardieri alleati è quello di distruggere completamente gli aeroporti di Ciampino e del Littorio, le cui strutture erano già state pesantemente colpite dal bombardamento del 19 luglio precedente, e gli snodi di smistamento ferroviari dello Scalo San Lorenzo e delle stazioni Tuscolana e Prenestina. Le cinquecento tonnellate di bombe sganciate dagli aerei alleati porteranno morte e devastazione nei limitrofi quartieri di Tuscolano, Casilino, Portonaccio, Appio e Tor Pignattara, distruggendo più di trenta palazzi e danneggiando pesantemente strade, ferrovie e infrastrutture.
Il bombardamento colpisce violentemente anche i binari della linea Roma - Napoli, bloccando un treno diretto alla Stazione Termini carico di più di un migliaio di rimpatriati dai territori dell'Africa Orientale; appena i passeggeri cercano di trovare riparo ai lati della ferrovia, vengono furiosamente mitragliati dai caccia di scorta della formazione alleata. Don Raffaele Melis, parroco della vicina chiesa di Sant'Elena, sulla Casilina, viene ucciso dopo essere accorso per recare soccorso ai feriti e impartire ai moribondi l'estrema unzione.
Nel pomeriggio, papa Pio XII, accompagnato dal Segretario di Stato, mons. Montini, si reca nel quartiere Appio per constatare di persona i danni causati dalle bombe e offrire la propria vicinanza alla popolazione colpita. Dopo aver sostato brevemente presso alcune chiese del quartiere, si dirige verso Piazza San Giovanni, ove benedice l'enorme folla accorsa e provvede alla distribuzione di aiuti in denaro. Il giorno successivo, con una dichiarazione unilaterale, il governo Badoglio proclama Roma "città aperta", ossia un centro che, in quanto privo di mezzi difensivi e offensivi, dovrebbe essere risparmiato dalle azioni belliche e rimanere completamente smilitarizzato. I tedeschi, però, si riservano sin da subito "piena libertà di azione nei confronti di Roma", rendendo nei fatti inattuabile tale condizione: sino alla propria liberazione, Roma avrà a subire altri 51 distruttivi bombardamenti aerei.
