Giáo hoàng Piô XI tên thật là Ambrogio Damiano Achille Ratti, sinh tại Desio, Milan ngày 31 tháng 5 năm 1857. Ratti sinh ra trong một gia đình các nhà công nghiệp Lombarđi. Cha ông là Phanxicô Ratti quê ở Saromo, miền Alta Brianza và mẹ ông là Têrêsa Galli. Ông là con út trong gia đình có bốn người con, ba anh ông là Carolo, Eduardc và Fermo. Mẹ ông là một người rất đạo đức và đã truyền dạy cho ông những lời giáo huấn hết sức khôn ngoan và những đức tính sau này.

Ông vào học tại trường học của nhà xứ do Linh mục Volontieri giảng dạy. Năm 1867, mới 10 tuổi ông đã vào học tại tiểu chủng viện Seveso rồi Monza. Năm 1874, ông vào trường dòng ba Phanxicô.

Năm sau, ông vào đại chủng viện Milanô theo khoa thần học. Sau ba năm, Achille ra giảng dạy Latinh và toán học tại chủng viện một năm. Năm 1879, ông vào học viện Lombarđi ở Rôma.

Ông thụ phong linh mục ngày 20 tháng 12 năm 1879 ở Vương cung thánh đường Thánh Gioan Latêranô. Hôm sau, ông làm lễ mở tay tại nha fthows thánh Carolo của người Lombardie. Sau khi được thụ phong linh mục, ông theo học tại Đại học đường các linh mục Dòng Tên. Ông lấy bằng tiến sĩ giáo luật. Sau đó là hai bằng tiến sĩ thần học ở đại học đường Sapientia và Hàn lâm thánh Tômasô do Giáo hoàng Lêô XIII mới thiết lập. Sau đó, ông làm quyền linh mục chính xứ trong ba tháng.

Đầu năm 1882, Ratti trở về Milan được bổ làm giáo sư tại đại chủng viện giảng dạy môn luân lý và phần thần học định lý. Ông trở về với những người dâng mình cho Chúa của thánh Carôlô Borrômêô ít lâu sau khi ông được bổ nhiệm vào thư viện Ambrôsiô vào tháng 11 năm 1888. Nguyên thư viện này do thánh Charles Barromée sáng lập năm 1609. Năm 1907, ông làm trưởng thư viện Ambrôsiô, thay thế Antonio Maria Ceriani. Ông giữ nhiệm sở này cho đến năm 1912. Ông thực hiện công việc đổi mới và sắp xếp thư viện xưa. Những việc làm này làm cho công đồng những người thông thái chú ý đến ông. Ông cho xuất bản nhiều tập khảo cứu về lịch sử rất có giá trị. Các nghiên cứu của ông trong thời gian này quay sang đời sống và công việc của thánh Carôlô Borrômêô, cũng như giáo phận Milanô.

Năm 1912, Giáo hoàng Piô X gọi ông về Rôma làm việc tại Thư viện Vatican. Năm 1914, Giáo hoàng Biển Đức XV bổ nhiệm ông làm tổng thủ thư Thư viện Vatican thay thế tu sĩ dòng Tên Franz Ehrle. Tuy nhiên, Ratti vẫn giữ công việc quản thủ thư viện Ambrôsiô.

Trong vòng 30 năm, ông làm linh mục phần rỗi nhà dòng Đức bà tiệc ly. Ông coi sóc linh hồn các bà dòng và giảng cấm phòng cho những người đủ mọi giai cấp vào tĩnh dưỡng. Ngoài ra ông còn giữ chức tuyên ý Hội Con cái Đức Mẹ và Hội Nữ thanh niên Milan. Ông cũng lập hội các cô giáo học Công giáo.

Achille cũng là một trong những người ưu thích leo núi. Trong thời giam làm linh mục, ông đã trèo lên nhiều đỉnh núi cao của Dãy Anpơ và là một trong những người đã chinh phục đỉnh Mont Rose Dufour. Ông đã có nhiều khám phá trong những lần leo núi và tên của ông được đặt cho một con đường hiểm hóc trên dãy Anpơ mà ông đã khám phá ra.