Giovanni Battista Montini urodził się 26 września 1897 roku w Concesio niedaleko Brescii, we Włoszech. Maturę zdał w 1916 roku i wstąpił do seminarium w Brescii. W 1920 przyjął święcenia kapłańskie.
Przez kilka lat pracował jako duszpasterz w Rzymie i kontynuował naukę. Studiował filozofię, prawo kanoniczne, literaturę i dyplomację. Oprócz włoskiego i łaciny, doskonale znał grekę. Opanował też francuski, hiszpański, niemiecki i angielski. Od maja do listopada 1923 roku był sekretarzem nuncjusza apostolskiego w Polsce.
Po powrocie do Watykanu, przez prawie 30 lat pełnił różne funkcje w Sekretariacie Stanu Stolicy Apostolskiej. Był też bliskim współpracownikiem papieża Piusa XII. 1 listopada 1954 roku został mianowany arcybiskupem Mediolanu. W działalności duszpasterskiej przywiązywał wielką wagę do kwestii "sprawiedliwości społecznej". Był uważany za "arcybiskupa robotników".
Jan XXIII wyniósł go do godności kardynalskiej w 1958 roku. Ściśle współpracował z papieżem w pracach przygotowawczych Soboru Watykańskiego II. Papieżem został 21 czerwca 1963 roku i przyjął imię Paweł VI. Podjął prace nad reformą Kościoła. W prace Soboru w znacznie większym stopniu włączył osoby świeckie. 8 grudnia 1965 roku zakończył Sobór Watykański II i opublikował jego dokumenty.
Powołał do istnienia Światowy Synod Biskupów, zbierający się w Watykanie dla omawiania najważniejszych spraw Kościoła. Za jego pontyfikatu odbyło się 5 sesji tego Synodu.
W 1966 roku Kongregacja Doktryny Wiary zniosła po 400 latach indeks ksiąg zakazanych. Paweł VI zreorganizował Kurię Rzymską, zreformował Kolegium kardynalskie, umiędzynarodowił je i zwiększył ilość kardynałów. Wprowadził ograniczenie wieku do 80 lat dla kardynałów, którzy mieli prawo wyboru papieża na konklawe. Wprowadził wiek przejścia na emeryturę dla biskupów, 75 lat.
Bardzo szerokim echem odbiła się encyklika Pawła VI Humanae vitae, dotycząca moralności chrześcijańskiej, a zwłaszcza etyki seksualnej. Papież sprzeciwiał się też zniesieniu celibatu i wprowadzeniu kapłaństwa kobiet.
Paweł VI przykładał wielką wagę do ekumenizmu. Szczególnym osiągnieciem były spotkania z patriarchą Konstantynopola Atenagorasem i cofnięcie ekskomunik, jakie rzucili na siebie w 1054 roku ówcześni papież i patriarcha, powodując podział Kościoła na Wschód i Zachód. Paweł VI spotykał się także z anglikańskim arcybiskupem Canterbury i prymasem Anglii, podejmując wysiłki na rzecz zjednoczenia Kościołów.
Paweł VI przełamał także trwający ponad 160 lat impas w podróżach papieskich poza granice Włoch. Z pierwszą pielgrzymką udał się do Ziemi Świętej. Potem był także w Nowym Jorku, Turcji, Kolumbii i Ugandzie. Odwiedził też kraje Dalekiego Wschodu.
W 1966 roku Polacy oczekiwali na niego w Częstochowie na obchodach 1000-lecia Chrztu Polski, ale władze komunistyczne nie zgodziły się na jego przyjazd. Po podpisaniu układu pokojowego między Polską a RFN, Paweł VI uporządkował strukturę Kościoła Katolickiego na naszych ziemiach zachodnich i północnych. Nawiązał także kontakty z ZSRR.
W lipcu 1978 roku udał się do letniej rezydencji w Castel Gandolfo i tam zmarł 6 sierpnia. Pawła VI kanonizował papież Franciszek w roku 2018, w trakcie synodu nt. młodzieży i powołania.