Итальянское движение сопротивления спланировало и осуществило хорошо организованную военную акцию против оккупационных властей Рима (это была 43-я по счёту акция партизан в оккупированном Риме). 23 марта 1944 года около 15 часов на улице Разелла в Риме рядом с марширующим подразделением немецкой полиции (11-я рота 3-го батальона полицейского полка СС «Боцен») была взорвана бомба, в результате чего 33 полицейских погибли, а 67 были ранены (по другим данным — 42 погибли, включая умерших позднее нескольких тяжело раненых в госпиталях). В акции были задействованы 18 (по другим данным — 17) партизан из партизанского отряда «Боевая патриотическая группа» (GAP) под командованием Розарио Бентивенья.

Командующий 14-й армии Эберхард фон Макензен и военный комендант Рима Курт Мельцер приняли решение об ответных репрессиях против населения Рима. Было решено, что за каждого погибшего немца будут убиты десять итальянцев, а сам расстрел должен быть произведён в течение 24-х часов с момента взрыва.

На следующий день, 24 марта 1944 года, подразделения римской полиции под командованием гауптштурмфюрера СС Эриха Прибке и гауптштурмфюрера СС Карла Хасса отобрали в тюрьмах и дополнительно задержали на улицах 335 итальянцев (включая 57 евреев).

В 14:00 несколькими партиями жертвы были привезены на грузовиках к Ардеатинским пещерам. Группами по пять человек их заводили в пещеру, где солдаты СС стреляли им в затылок. Согласно подсчётам по окончании казни, было расстреляно 335 человек (что несколько превышало изначально объявленное соотношение 10:1). После этого пещеры были взорваны.

Среди 335 казнённых были заложники, пленные партизаны и просто схваченные на улице мирные жители. Это был социальный срез всего итальянского общества: от пьемонтских аристократов до уличных торговцев из еврейского гетто, от солидных представителей интеллектуальных профессий, врачей и адвокатов до пролетариев — строителей и фабричных рабочих. С географической точки зрения — это были люди со всей Италии. Возраст жертв расстрела разнился от 14 до 74 лет.

Население Рима не было предупреждено о репрессиях; немецкие власти потребовали найти виновников взрыва бомбы только через продолжительное время после расстрела. Событие получило широкий общественный резонанс только после освобождения Рима в июне 1944 года. Эксгумация тел началась в июле и продолжалась до конца сентября.

В 1945 году английский военный трибунал осудил генералов фон Макензена и Мельцера за расстрелы и приговорил их к смерти. Обоим удалось добиться апелляции и смягчить наказание. Фон Макензен был освобождён в 1952 году. Мельцер умер в тюрьме в том же году.

В 1947 году английский суд в Венеции вынес смертный приговор фельдмаршалу Кессельрингу за расстрел в Ардеатинских пещерах. Однако уже в 1952 году Кессельринг был амнистирован.

В 1948 году итальянский военный трибунал также приговорил Герберта Капплера к пожизненному заключению за его участие в убийстве. В 1977 году жена Капплера незаконно вывезла своего супруга из тюремного госпиталя в Риме на родину в Германию, где он умер в следующем году.

Эрих Прибке, проведя несколько первых послевоенных месяцев в английском заключении, перебрался в Аргентину, где свободно проживал почти 50 лет. В 1994 году он дал интервью, в котором открыто заявил о своей причастности к расстрелам в Ардеатинских пещерах. Это интервью стало поводом для совместных итальяно-аргентинских консультаций и возобновления уголовного дела против него и его подчиненного гауптштурмфюрера СС Карла Хасса. В 1995 году немецкие и итальянские правоохранительные органы добились экстрадиции Прибке в Италию, где в 1997 году он и Хасс предстали перед судом. Карл Хасс был отпущен, так как уже отбыл своё наказание, а Прибке осуждён на пожизненное заключение, которое отбывал под домашним арестом до своей смерти в 2013 году.

С 1949 года Ардеатинские пещеры стали национальным мемориалом Италии и мемориальным кладбищем. Каждый год, 24 марта, в день памяти жертв, у монумента проходят католическая панихида, иудейская молитва и военные шествия.