Pius V werd op 17 januari 1504 te Bosco nabij Allessandria geboren als Michele Ghislieri. Al op 14-jarige leeftijd trad hij in bij de Dominicanen. Hij werd in 1528 tot priester gewijd. In 1556 benoemde paus Paulus IV hem tot bisschop van de Italiaanse diocesen Nepi en Sutri, nadat hij Ghislieri eerder al (in 1551) had benoemd in de leiding van de Romeinse inquisitie. Dezelfde paus verhief hem in 1557 tot kardinaal.
Na zijn verkiezing tot paus in 1566 heeft Pius V zich volledig ingezet voor de realisering van de bepalingen van het Concilie van Trente (1545-1563). Hij verpersoonlijkt de katholieke contra-reformatie. Meteen in 1566 liet hij de Catechismus Romanus verschijnen. In 1568 verscheen het herziene Romeins brevier en in 1570 een herzien missaal, dat vanaf 1570 tot 1969, het jaar van de invoering van een vernieuwde liturgie (Novus Ordo Missae) door Paus Paulus VI, de enige ordo was die wereldwijd door katholieke priesters op alle continenten gebruikt werd. Het gebruik van deze Liturgie van Pius V, de zogenaamde 'Tridentijnse heilige Mis', werd echter nooit afgeschaft en staat in de Rooms-katholieke Kerk nu bekend als de buitengewone vorm van de Romeinse ritus (cf. Motu Proprio 'Summorum Pontificum' uit 2007 van paus Benedictus XVI).
In 1567 verhief hij de heilige Thomas van Aquino tot kerkleraar.
In 1569 benoemde Pius V een commissie ter herziening van de tekst van de Vulgata, de officiële Latijnse Bijbelvertaling.
Pius V sprak in 1570 de excommunicatie uit over koningin Elizabeth I van Engeland.
In 1570 bedreigden de oprukkende Turken het Italiaanse schiereiland. Met de grootst mogelijke moeite wist de paus de christenstaten te bewegen de krachten te bundelen en een gezamenlijk leger op de been te brengen. Zo voer op 7 oktober 1571 een Spaans-Italiaanse vloot, onder leiding van Don Juan van Oostenrijk († 1578) de Turken tegemoet voor een beslissend treffen. Deze zeeslag is de geschiedenis ingegaan als de Slag bij Lepanto (dit is het huidige Navpaktos, ten noorden van de Griekse stad Patras aan de Golf van Korinte).
Intussen had de paus de christenen opgeroepen tot een onophoudelijk bidden van de Rozenkrans om zo Maria's voorspraak af te smeken. Als de christenen zouden winnen - zo beloofde hij - zou hij een officieel feest van de Rozenkrans instellen. En zo geschiedde. Sindsdien staat het feest van Onze Lieve Vrouw van de Rozenkrans op 7 oktober op de Romeinse Kalender.
Pius V voerde de gewoonte in dat pausen een witte soutane dragen, oorspronkelijk het witte dominicaanse habijt, echter zonder de bijbehorende zwarte mantel die door de dominicanen wordt gedragen.
Pius V overleed op 1 mei 1572 in Rome. In 1672 werd hij zaligverklaard door paus Clemens X en in 1712 volgde zijn heiligverklaring door paus Clemens XI.