Pocházel z rodiny továrníka, který zpracovával hedvábí. Byl velmi nadaný, na Gregoriánské univerzitě získal postupně tři doktoráty. Po vysvěcení na kněze (r. 1879) působil od roku 1888 jako ředitel Ambrosiánské knihovny v Miláně. Ve volném čase se věnoval vrcholovému horolezectví. V r. 1919 přijal biskupské svěcení a působil jako diplomat v Polsku. Po ukončení mise byl r. 1921 jmenován kardinálem. V r. 1922 po nejdelším konkláve ve 20. století byl Ratti zvolen papežem. Obnovil vatikánský stát podpisem konkordátu s Benitem Mussolinim 11. 2.1929 a byla mu vrácena světská moc nad státem Vatikán. Encyklikou Mit brennender Sorge z r. 1937 odsoudil nacismus, encyklikou Divini redemptoris odsoudil i komunismus. Odmítal nacismus, rasismus a antisemitismus, které odsoudil v encyklice Humani generis unitas. Podle spekulací některých historiků si jeho smrt přál Mussolini. Údajně byl otráven injekcí, kterou mu dal jeho osobní lékař František Xaver Petacci, otec Mussoliniho milenky Kláry Petacciové. Pius XI. se řadí mezi největší papeže 20. století.