La découverte de l’Amérique développe la route maritime atlantique au détriment des échanges en Méditerranée, et l’économie sicilienne décline. La société est dominée les vice-rois et la Grande curie, avec une aristocratie et une Église qui disposent d’importants privilèges[124]. En réponse, les maestranze, corporations de métiers qui défendent les intérêts des artisans, forment les apprentis et secourent les membres qui ne peuvent plus exercer, prennent de plus en plus d’importances, jusqu’à rendre justice elles-mêmes[125].
Petit-fils de l’empereur Maximilien et de Ferdinand d’Aragon, Charles de Habsbourg devient roi des Espagnes, de Naples, de Sicile et de Jérusalem en 1516 puis l’empereur Charles Quint en 1519. Les barons et les Palermitains contestent le vice-roi Hugues de Moncade en 1516, qui se réfugie à Messine[126]. Au printemps 1517, le roi envoie le napolitain Ettore Pignatelli à la tête de 7000 hommes pour reprendre l’ile, en punissant par décapitation et confiscations de biens les rebelles[127]. Giovan Luca Squarcialupo organise une nouvelle insurrection, mais périt assassiné. En 1523, les Français soutiennent un soulèvement indépendantiste qui échoue. Frontière de l’Occident chrétien, la Sicile retrouve temporairement un rôle stratégique contre les Barbaresques, et fournit des navires contre Tunis[126]. L’empereur visite Palerme, Termini, Polizzi, Randazzo, Taormine et Messine entre le 22 août et le 3 novembre 1535. Deux lignes de fortifications sont élevées, l’une le long de la côte dans chaque port, l’autre à l’intérieur des terres pour défendre les plaines, auxquels s’ajoutent une centaine de tours d’observation et le réseau ancien de châteaux et de castras. Trois mille soldats sont cantonnées sur l’île, l’ost compte 1800 vassaux, les 57 compagnies de la milice territoriale comprennent 9000 fantassins, 1600 cavaliers[128]. Les vice-rois d’Osuna et Maqueda arment des navires sur leurs fonds propres pour protéger les côtes régulièrement attaquées par les Turcs sous les règnes de Philippe II et Philippe III durant lesquels les Siciliens participent à la Sainte-Ligue et à la bataille de Lépante en 1571, marquant la fin de l’invincibilité ottomane[126].
Tout au long des XVe et XVIe siècles, l’Inquisition est toute puissante, suscitant les plaintes de Parlement, plusieurs fois émises jusqu’à la suspension pour 10 ans par Charles Quint lors de sa visite sur l’île. Après sa reprise en 1546, les vice-rois Juan de Vega, Marcantonio Colonna et Enrique de Guzmán s’opposent à la puissance du tribunal religieux, ce qui n’aboutit qu’en 1592, à l’encadrement par le roi Philippe II des privilèges du Saint-Office sicilien, qui est le plus féroce en dehors de l’Espagne. Entre 1511 et 1515, 120 hérétiques sont condamnés au bûcher. Entre 1560 et 1570, 183 évangélistes sont condamnés dont 22 brûlés. En 1657, le religieux impie Diego La Matina tue l’inquisiteur dans la prison du palais Steri[129]. Les Jésuites bénéficient de la protection du vice-roi Juan de Vega du vice-roi pour fonder 35 collèges, dont le premier ouvre à Messine, en 1548, au détriment des Dominicains et Franciscains plus anciennement implantés. Avec la Contre-Réforme, le culte mariale s’étend, à Messine, Modica et Cefalù dont elle devient la sainte patronne, et à Palerme où 123 églises lui sont dédiées à la fin du XVIIe siècle, mais le clergé régulier domine toujours la vie spirituelle insulaire avec près de 800 couvents masculins, dont 130 franciscains, et 12000 religieux[130].
Dans la première moitié du XVIe siècle, le toscan s’impose comme langue officielle au détriment du latin et l’espagnol[131].
La peste frappe durement Messine en 1575 et Palerme en 1624. Le prix du blé s’effondre[132], le peuple connait la faim et une lourde imposition par l’Espagne pour financer ses guerres, dont la guerre de Trente Ans, d’autant que la noblesse refuse de payer sa part et que l’administration espagnole préfère lui vendre des titres princiers ou ducaux et mettre des fiefs et villes aux enchères. Cela forme le terreau de plusieurs révoltes contre les vice-rois au XVIIe siècle, notamment entre mai et à Palerme sous l’impulsion de Nino La Pelosa puis de Giuseppe D’Alesi, et à Messine entre 1674 en 1678, secouru par le duc de Vivonne. Abandonnée par Louis XIV, Messine est punie par le nouveau vice-roi espagnol[133].
Persiste la culture des céréales sur les vastes terres détenues par des riches familles qui les confient à des terraggieri (paysans) ou, de plus en plus éloignés, à des gabelotti, métayers ou intendants qui s’enrichissent au détriment des paysans à qui ils sous-louent les terres et prêtent argent et animaux. Les exportations de blé sont plus que divisées par deux entre le début du XVIe siècle et la fin du XVIIe siècle ce que tente de résoudre par la colonisation des terres, en permettant au XVIIe siècle, aux seigneurs de fonder des bourgs (licentia populandi). La population atteint 1 150 000 habitants, avec une augmentation uniquement dans les campagnes où naissent de nombreux villages sans parvenir cependant à endiguer les difficultés de l’agriculture sicilienne[134].
L’Etna détruit partiellement Catane et les villes de la côte orientale en 1669, et le val di Noto est dévasté par un violent séisme qui fait 60000 victimes en 1693[48]. Le duc de Camastra supervise la reconstruction des villes rasées dans un baroque tardif sicilien[135], à laquelle participent les architectes Giovanni Battista Vaccarini, Vincenzo Sinatra, Rosario Gagliardi et Andrea Palma. A l’ouest, le baroque s’exprime dans les villas Valguarnera et Palagonia de Tommaso Napoli à Bagheria, dans les stucs de Giacomo Serpotta et les sculptures d’Ignazio Marabitti. La peinture baroque avait été introduite au début du siècle par le Caravage lors de son exil (La Nativité, La Résurrection de Lazare, L’Adoration des bergers, L’Enterrement de sainte Lucie), puis son disciple Matthias Stom[120], mais aussi par le bref passage de Van Dyck à Palerme (plusieurs Sainte Rosalie et La Vierge du rosaire), maîtres étrangers qui influencent Pietro Novelli[136].