Zdaniem biografa Tomasza z Celano "nic nie mówi o nim [Franciszku] prawdziwiej, jak opowieść o stygmatach krzyża".
W sierpniu 1224 roku Franciszek wyruszył do swej górskiej samotni na górze Alwernia (La Verna). Alwernia to jeden ze szczytów Apeninów, leżąca nad rzeką Arno w Toskanii. Miejscowi twierdzą, że góra ta zatrzęsła się i pękła w chwili śmierci Chrystusa. Alwernię podarował Biedaczynie hrabia Orlando z Chiusi, poruszony jego kazaniem na temat słów dworskiej pieśni: "Dobro, do którego wzdycham, tak jest wielkie, że mi rozkoszą są udręki wszelkie".
Obok zbudowanej przez hrabiego pustelni, bracia postawili kapliczkę pw. Matki Bożej Anielskiej. A pod jednym z buków, Franciszek zbudował sobie szałas z gałęzi. W uroczystość Wniebowzięcia Maryi Panny 1224 roku, Franciszek postanowił rozpocząć czterdziestodniowy post, który trwał do 29 września, czyli do święta Michała Archanioła. 14 września, w święto Podwyższenia Krzyża Świętego, Franciszek modlił się tymi słowami:
"Panie, błagam Cię przed śmiercią o dwie jeszcze łaski: ażebym wedle miary dostępnej człowiekowi doznał w sobie cierpień okrutnej Twej męki oraz abym miłował Cię miłością podobną do tej, jaka skłoniła Cię do ofiarowania się za nas." Wtedy zobaczył zstępującego z nieba sześcioskrzydłego Serafina, niosącego w swoich skrzydłach Ukrzyżowanego. Wpatrując się w poranione ręce, nogi i bok Zbawiciela powiedział: "Chcę być ukrzyżowany razem z Tobą! Z miłości do Ciebie pragnę być ukrzyżowany z Tobą, tak jak Ty zechciałeś być ukrzyżowany z miłości do mnie." Wtedy Bóg odcisnął na ciele Biedaczyny znaki swej Męki. Kiedy Serafin oddalił się, Franciszek spostrzegł, że jego ręce i nogi są przebite gwoździami. Również w jego boku pojawiła się rana.
W miejscu, gdzie Franciszek otrzymał stygmaty, brat Leon postawił drewniany krzyż, a w roku 1263 zbudowano tam kapliczkę. Do dziś herb zakonny Braci Mniejszych przedstawia dwie skrzyżowane na tle krzyża ręce: obnażoną rękę Jezusa i odzianą w habit rękę Franciszka. Obie dłonie są zranione. Wyjeżdżając z Alwerni, Franciszek tak żegnał się z górą: "Żegnaj góro święta. Góro nas jednocząca, góro, która jesteś wielce miłym mieszkaniem Boga. Bądż zdrowa, góro Alwernio! Niech Ojciec, Syn i Duch Święty cię błogosławią, góro Alwernio! Pokój tobie, góro umiłowana! Nie zobaczymy się już więcej!" Święto stygmatów św. Franciszka, potwierdzone przez papieża Benedykta XI, zostało ustanowione na kapitule generalnej franciszkanów w 1337 roku w Cahors we Francji.