Guillaume de Grimoard, de son nom de naissance, naquit en 310 au château de Grizac, en Languedoc, dans une famille noble. En 1327, il entra au monastère bénédictin de Chirac, et, après avoir été formé à l’abbaye de Saint-Victor, non loin de Marseille, fut ordonné prêtre à Chirac en 1334. Docteur en droit canonique en 1342, il l’enseigna dans plusieurs grandes universités.
Il fut abbé de plusieurs monastères bénédictins, notamment Saint-Germain d’Auxerre et Saint-Victor. Par ailleurs, les papes Clément VI et Innocent VI, tous deux en Avignon, l’employèrent successivement comme légat pour des missions diplomatiques en Italie. C’est ainsi qu’il s’embarqua pour Naples le 27 juin 1362 : durant ce voyage, Innocent VI mourut, le 13 septembre.
Au conclave qui s’ouvrit, les cardinaux élurent, le 28 septembre 1362, Guillaume de Grimoard. Averti, il rentra en Avignon où il fut sacré évêque et couronné ; il choisit le nom d’Urbain V et fut le 200e pape de l’Eglise. Quelques jours plus tard, il rencontra le roi de France, Jean II le Bon, et le convainquit de se croiser. La croisade prêchée eut lieu, malgré la défection de Jean qui s’était constitué prisonnier des Anglais à la place de son fils Louis.
Le pape restait très pieux et humble, continuant de suivre la règle bénédictine et de porter son habit monastique. Il réforma l’administration de la justice et patronna l’enseignement en fondant des écoles et universités et en offrant de nombreux livres à l’usage des étudiants. Il fit aussi agrandir les jardins du palais des papes pour y planter vignes et arbres fruitiers.
Il désirait aussi particulièrement ré-établir la papauté à Rome, où les conditions politiques semblaient devenues favorables. Il quitta ainsi Avignon le 30 avril 1367 et, après un voyage de quelques mois durant lequel il fut reçu triomphalement dans plusieurs cités italiennes, fit son entrée dans Rome le 16 octobre. Pourtant, les luttes qui se ravivèrent entre les factions romaines le poussèrent, malgré les protestations de sainte Brigitte, à décider, le 26 juin 1370, de rentrer en Avignon.
De retour en Provence en septembre 1370, Urbain V dut s’employer à pacifier une région menacée par des troupes menées notamment par Bertrand du Guesclin. Il ne put jouir de la trêve qu’il obtint, puisqu’il mourut le jour même de sa signature, le 19 décembre 1370. Alors que de nombreux miracles étaient survenus par son intercession, sa cause en béatification fut ouverte peu de temps après sa mort par Grégoire XI, mais le grand schisme d’Occident en bloqua l’examen. Il fut finalement béatifié par Pie IX, le 10 mars 1870.