Pyhä Pius syntyi Michele Ghislieri 17. tammikuuta 1504 Lombardiassa. Hänen vanhempansa olivat köyhiä mutta aatelissukuisia. Michele työskenteli paimenena 14-vuotiaaksi asti, jolloin hän tapasi kaksi dominikaania, jotka tunnistivat hänen hyveellisyytensä ja älykkyytensä. Hän liittyi heidän sääntökuntaansa, ja hänet vihittiin papiksi 24-vuotiaana. Michele opetti 16 vuoden ajan filosofiaa ja teologiaa ja toimi useiden talojen priorina. Hänet tunnettiin katumuksistaan, pitkistä rukous- ja paastotunneistaan ja pyhästä puheestaan.
Vuonna 1556 Michele valittiin Sutrin piispaksi, ja hän toimi inkvisiittorina Milanossa ja Lombardissa. Sen jälkeen hän toimi kirkon kenraali-inkvisiittorina, ja hänet nimitettiin kardinaaliksi vuonna 1557. Inkvisiittorina hän vastusti tiukasti harhaoppeja ja taisteli korruptiota vastaan kaikkialla, missä hän sen kohtasi.
Tammikuun 7. päivänä 1566 hänet valittiin paaviksi ystävänsä Pyhän Kaarle Borromeon vaikutusvaltaisella tuella, ja hän otti nimekseen Pius V. Lähes heti valintansa jälkeen hän pani toimeen laajan uudistusohjelman, jolla hän hankkiutui eroon ylellisistä ylellisyyksistä ja antoi rahat köyhille, joille hän antoi henkilökohtaista huolenpitoa.
Paavina Pius sitoutui soveltamaan Trenton konsiilin uudistuksia, kohottamaan papiston moraalin tasoa ja tukemaan ulkomaisia lähetystöitä. Hän tarkisti roomalaisen breviäärin ja messukirjan, jotka pysyivät käytössä Vatikaanin II kirkolliskokouksen uudistuksiin asti.
Kuusi vuotta kestäneen pontifikaattinsa aikana Pius oli jatkuvasti sodassa kahta massiivista vihollisjoukkoa vastaan – protestanttisia harhaoppia levittäviä harhaoppisia lännessä ja turkkilaisia armeijoita idässä. Pius taisteli protestanttisuuden leviämistä vastaan koulutuksen ja saarnaamisen avulla sekä tukemalla voimakkaasti vasta perustettua Jeesuksen seurakuntaa Pyhän Ignatius Loyolan johdolla. Hän ekskommunikoi kuningatar Elisabet I:n ja tuki katolilaisia, joita protestanttiset hallitsijat sorsivat.
Yksi Piuksen paavikauden kuuluisimmista menestyksistä oli kristittyjen laivaston ihmeellinen voitto Lepanton taistelussa 7. lokakuuta 1571. Kun turkkilaiset hyökkäsivät Maltan saarelle, lähes jokainen linnoitusta puolustanut mies sai surmansa. Paavi lähetti laivaston vihollista vastaan ja pyysi, että jokainen aluksella oleva mies saisi ehtoollisen ja rukoilisi rukousnauhaa. Koko Euroopassa hän kehotti katolilaisia rukoilemaan rukousnauhaa ja määräsi Roomassa 40 tunnin hartauden taistelun ajaksi.
Vaikka kristittyjen laivasto oli huomattavasti alakynnessä, he tuhosivat koko turkkilaisen laivaston. Riemuvoiton muistoksi paavi julisti päivän Ruusuneiti Neitsyt Marian rukousnauhan juhlaksi hänen esirukouksensa vuoksi. Piusta on tästä syystä kutsuttu myös Rukousnauhan paaviksi.
Toukokuun 1. päivänä 1572 paavi Pius V kuoli tuskalliseen tautiin sanoen: ”Oi Herra, lisää kärsimyksiäni ja kärsivällisyyttäni”. Hänet on pyhitetty Santa Maria Maggioressa Roomassa, ja hänet on autuaaksi julistettu vuonna 1672 ja kanonisoitu vuonna 1712.