Il rifiuto da parte di D'Annunzio di accettare l'ultimatum imposto di abbandonare Fiume e la denuncia del trattato come illegale provocò un cannoneggiamento da parte della Regia Marina e l'attacco delle truppe regie che lo costrinse a consegnare la città alla fine dell'anno.
La battaglia dei legionari e volontari dannunziani contro l'esercito regolare italiano, comandati dal generale Enrico Caviglia, iniziò il 24 dicembre 1920 e durò cinque giorni: il lasso di tempo definito dallo stesso Vate il Natale di Sangue.
Alla fine si contarono diverse vittime, fra cui ventidue legionari, diciassette soldati italiani e cinque civili. I legionari uccisi nella sola città di Fiume, furono: P. Mentrasti, F. Zorzetti, G. Wacassovivh, c. Piccin, A. Censi, L. Annibale, G. Cattaneo, G. Crosara, G. Filippi ed O. Pontoni. Gli altri caddero a Veglia ed altre località. Numerosi furono i feriti. Tra i feriti di Fiume, furono Giuseppe Rotondo, A. Melchiorri, M. Sanguinetti, Mario Balzarini, S. Castellana, G. Schinigoi e P. Pierella. Le truppe italiane entrarono a Fiume nel gennaio successivo.
L'elezione dell'Assemblea costituente diede agli autonomisti il 65% dei voti; quindi l'8 ottobre 1921 fu composto un governo presieduto da Riccardo Zanella che tuttavia non fu in grado di porre fine alla contesa.
Un tentativo di presa del potere da parte di nazionalisti italiani venne represso dall'intervento del competente questore reale italiano e una breve occupazione da parte di fascisti locali, nel marzo 1922, finì con una terza occupazione militare italiana.
Sette mesi dopo a Roma Mussolini diventava capo del governo. L'Italia si avviava verso il regime fascista: il 3 novembre gli squadristi occuparono la città senza scontrarsi con i militari italiani.
Un periodo di tensione diplomatica si chiuse con il Trattato di Roma (27 gennaio 1924), che assegnò Fiume all'Italia e Sušak, assieme ad altre frazioni, alla Jugoslavia, con un'amministrazione portuale congiunta.
La formale annessione italiana (16 marzo 1924) inaugurò 20 anni di governo italiano della Provincia italiana di Fiume, o Provincia del Carnaro, seguiti da venti mesi di occupazione militare tedesca.
Il confine fu portato all'Eneo.
