Földműveléssel, pásztorkodással foglalkozó egyszerű családba született Pietrelcinában, 1887. május 25-én. A keresztségben a Francesco nevet kapta. Tízéves koráig állatokat őrzött, egy parasztember tanította írni és olvasni. 1903-ban belépett a kapucinus szerzetesek morconei noviciátusába, itt kapta a Pio nevet, V. Piusz pápa tiszteletére, aki Pietrelcina védőszentje volt.
Már ekkor elhatározta, hogy a szenvedésben fölajánlja magát az emberiségért. A szigorú élet és az önkéntes vezeklések azonban megrendítették egészségét, ezért elöljárói évekig hol hazaküldték, hol visszahívták valamelyik kolostorba. 1910. augusztus 10-én szentelték pappá. Egy levele szerint ettől az évtől viselte a láthatatlan stigmákat. 1912 áprilisában átélte a szívcserét, azaz a Krisztussal való misztikus egyesülés kegyelmét.
Az I. világháború idején behívták katonának. Gyenge egészsége miatt folytonosan leszerelték és újra behívták, egészen 1918 márciusáig, amikor is alkalmatlannak nyilvánították a hadi szolgálatra, és végleg elbocsátották.
Elöljárói 1916-ban a San Giovanni Rotondó-i konventbe küldték. Itt töltötte élete hátralévő részét. 1918 augusztusában átélte a szív megnyitásának (transverberatio) kegyelmét, majd szeptember 20-án megjelentek testén Krisztus látható, vérző sebei.
Egyre többen mentek el a kolostorába, hogy találkozzanak vele. Ezzel együtt megkezdődtek a vizsgálatok stigmáinak hitelessége felől. A kiküldött orvosok többsége kételkedett hitelességükben, és egy hivatalos vizsgálatot végző egyházi személy azt a jelentést küldte Rómába: „Pio atya ördögtől megszállott, s a konvent tagjai csalók gyülekezete.” A Szentszék 1924-ben megtiltotta neki, hogy látogatókat fogadjon, gyóntasson, s bármi módon kapcsolatot tartson a hívekkel. Végül azonban e rendelkezéseket XI. Piusz pápa egy újabb vizsgálat után, 1933-ban visszavonta. Pio atya életében a stigmák mellett a legismertebb misztikus kegyelmi adomány a gyónók lelkében való olvasás, illetve a bilokáció (egyszerre két helyen való jelenlét) volt.
Napjai nemcsak imádsággal, gyóntatással és szentmisével teltek. Kevésbé ismert, hogy a rendházhoz kapcsolva már 1925-ben megnyitott egy húszágyas kis kórházat, 1932-ben pedig felvetette egy nagyobb, szegény betegek számára épülő intézmény ötletét. Az adományok gyűjtése csak 1940-ben kezdődött el, és amint híre ment a kezdeményezésnek, az egész világból áradni kezdtek a felajánlások. A Casa Sollievo della Sofferenza (A Szenvedés Enyhítésének Háza) 1956. május 5-én nyílt meg.
Jézus egyszer azt mondta Pio atyának: „Ötven évig viseled sebeimet, azután hozzám jössz.” Így is történt, s halálakor, 1968. szeptember 23-án a sebek behegedtek.
