Lorsque les armées royales envahirent la région, les protestants des villages voisins s’étaient réfugiés dans la grotte et les assiégés du village restèrent en contact, leur apportant, à plusieurs reprises, des provisions.
Les premiers efforts du maréchal furent dirigés sur la grotte afin de s’en emparer et de boucler entièrement le village. Mais la grotte fortifiée d’une muraille que Jeanne d’Albret avait fait construire à l’entrée nord, resta imprenable.
Le ciel se mit de la partie et une pluie incessante commença à saper le moral des mercenaires royaux. Les tranchées s’effondrèrent, les soldats tombèrent malades et les vivres manquèrent. Pendant ce temps, à l’intérieur de la ville, l’armée protestante se battait vaillamment contre les agresseurs, tant et si bien que près de deux mois plus tard, en octobre, l’armée royale humiliée levait le siège.
Le Mas d’Azil a résisté ! Mais le triomphe sera de courte durée. En 1636, suite aux décrets de la Paix d’Alès (1629), on décide de détruire les remparts de la ville et la fortification de la grotte jugés trop protecteurs. Le catholicisme est réintroduit, même si l’Eglise réformée reste, pour un temps encore majoritaire.
La grotte gardera une marque profonde de cet épisode.