Né à Rome dans le courant du VIIIe siècle, probablement dans une famille noble, il entra dans le clergé et acquit une solide réputation pour sa grande vertu. Le pape saint Léon III le mit à la tête du monastère Saint-Etienne des Abyssins, avant de le nommer cardinal. Au lendemain de la mort du pape Etienne IV, il devint le 98e pontife romain, le 25 janvier 817, malgré ses réticences et sans avoir obtenu l’approbation de l’empereur Louis le Pieux, afin d’éviter des conflits de factions à Rome.
Devenu pape, il travailla à assurer la liberté de l’élection pontificale face à l’empereur, tout en maintenant de bonnes relations diplomatiques avec lui : en 823, il couronna Lothaire Ier, fils de Louis le Pieux. Il s’efforça de faire cesser les luttes de partis à Rome en s’appuyant sur les Carolingiens. Bâtisseur, il fit reconstruire plusieurs basiliques de la ville éternelle, qui menaçaient de ruine.
Pascal Ier lutta encore contre l’hérésie iconoclaste qui se répandait en Orient, touchant jusqu’aux empereurs byzantins. Il accueillit à Rome des chrétiens orientaux persécutés par les hérétiques, et excommunia l’empereur Léon V l’Arménien ; contre lui, il confirma les privilèges de l’Eglise de Ravenne. Il mourut à Rome le 11 février 824.