Giáo hoàng Piô sinh ngày 17 tháng 1 năm 1504 tại làng Bosco (xứ Piémont) Alêsan, ông có tên thật là Ghiliêri. Khi rửa tội, ông có tên Antôniô Micae. Được sinh ra trong một gia đình quý tộc nhưng không khá giả, chỉ đủ ăn, từ lúc nhỏ ông đã phải góp tay vào việc lao động giúp đỡ cha mẹ, Ông phải đi chăn chiên, cừu. Ghiliêri chỉ được tới trường khi ông lên tuổi 13. Trong dịp gặp gỡ hai tu sĩ dòng Ða Minh, vì thấy sự thông minh cũng như nhân đức của ông, họ đã xin phép đưa ông về sống với họ và ông đã xin gia nhập Dòng Đa Minh và sau những thời gian tu luyện, nhà tập, ông đã được nhà Dòng chấp nhận cho khấn trọng thể.

Ồng đã theo đuổi những năm triết học và thần học theo giáo luật. Mãn thần học ở đại học Bologne, ông đã được nhà Dòng cho lãnh nhận sứ vụ linh mục năm 1528 qua tay Giám mục. Ông đã làm giáo sư triết và thần học ở đại học Bologne suốt 15 năm.

Với lòng nhiệt thành, sự thông minh và lòng nhân ái nhưng đầy quả cảm, Năm 1555, Giáo hoàng Piô IV đã đặt ông làm bộ trưởng thánh vụ, Giám mục Népi và Sutri. Chỉ hai năm sau đó, Giáo hoàng Piô IV lại cất nhắc ông lên chức Hồng Y. Năm 1559, Giáo hoàng lại giao cho ông tòa Mondovi trong xứ Piémont. Dù trên ngôi cao, ông vẫn giữ sự khắc khổ, khó nghèo: ăn mặc thô sơ và từ chối mọi của cải, gia tài cha mẹ chia cho ông.

Trong lòng hồng y đoàn, ông mạnh mẽ chống lại Piô IV là người muốn chấp nhận Ferdinand de Médicis, vừa mới 13 tuổi vào hồng y đoàn, cũng như chống lại Maximilianô II là người muốn loại bỏ sự độc thân của linh mục.