Wilhelm de Grimoard urodził się w 1310 roku w Grisac, w południowej Francji, w rodzinie szlacheckiej. Wstąpił do benedyktynów. Ukończył studia prawnicze i uzyskał tytuł doktora obojga praw. Był profesorem na uniwersytetach w Montpellier, w Tuluzie i w Awinionie. Został opatem w Auxerre i w Marsylii.
Był znawcą prawa i wytrawnym dyplomatą. Dlatego też papieże awiniońscy wielokrotnie korzystali z jego usług, czyniąc go legatem papieskim i powierzając mu delikatne misje.
28 września 1362 roku, na konklawe w Awinionie, został wybrany na kolejnego papieża, mimo iż nie był wtedy kardynałem. Przyjął imię Urbana V, a koronacja odbyła się 6 listopada.
Papież Urban od początku swego pontyfikatu miał dwa wielkie cele przed sobą. Chciał zwołać krucjatę przeciw Turkom i osiągnąć unię z Kościołem wschodnim. Nie udało mu się ich osiągnąć. Państwa europejskie, skłócone ze sobą, nie chciały ryzykować konfrontacji z potęgą turecką. Nie udało się też doprowadzić do pojednania Kościołów po części dlatego, że cesarz chciał w zamian pomocy państw europejskich w walce z Turkami, a mniej mu zależało na sprawach kościelnych, a po części dlatego, że Kościół wschodni nie był zainteresowany unią i bojkotował starania papieskie.
Urban V od początku swego pontyfikatu kontynuował styl życia mniszego. Przeciwstawiał się luksusowi, jaki panował na dworze papieskim. Nosił habit benedyktyński i oddawał się modlitwie i studiom. Zreformował urzędy papieskie, ograniczał wydatki na utrzymanie dworu, zmniejszył dziesięciny, potępił kumulowanie beneficjów kościelnych. Uważał, że stolice patriarchalne i biskupie, a także większość stanowisk zakonnych powinno być obsadzanych przez papieża.
Jako człowiek gruntownie wykształcony dbał o uniwersytety i ośrodki naukowe. Sam utrzymywał kilkuset biednych studentów, którzy uczyli się na francuskich uczelniach. Zmienił statuty kilku uniwersytetów i zgodził się na powołanie nowych. To za jego pontyfikatu, w maju 1364 roku, powstał Uniwersytet w Krakowie.
Wielką zasługą Urbana V było uniezależnienie papiestwa od francuskich władców. Na powrót papieża do Rzymu bardzo naciskała św. Katarzyna Sieneńska i św. Brygida. W kwietniu 1367 roku, potężna armada statków, przewiozła kurię papieską wraz z jej dobytkiem do Rzymu. Urban V zamieszkał na Watykanie, gdyż zabudowania laterańskie były poważnie zniszczone po pożarze z roku 1360. Decyzja papieża o powrocie do Rzymu, choć oczekiwana przez Kościół, nie była w smak wielu kardynałom francuskim, którzy stanowili większość kolegium. Nie była też chętnie widziana przez możnowładców rzymskich, którzy po powrocie następcy Piotra utraciliby władzę i wpływy. Dlatego też Urban V po trzech latach w wiecznym mieście wrócił do Awinionu i dopiero jego następca, Grzegorz XI, w 1377 roku, po 68 latach ‘niewoli’, powrócił na stałe do Rzymu.
Urban V po powrocie do Awinionu ciężko się rozchorował i zmarł 19 grudnia 1370 roku. Początkowo został pochowany w katedrze w Awinionie, a po dwóch latach, jego rodzony brat, kardynał Anioł Grimoard, przeniósł grób do opactwa św. Wiktora w Marsylii. Urbana V beatyfikował w 1870 roku Pius IX.