Angelo Giuseppe Roncalli, sin Giovannija Battiste i Marianne Mazzola rodio se u Sotto il Monte (Bergamo) 25. studenoga 1881. Krstio ga je istoga dana župnik don Francesco Rebuzzini u crkvi Sv. Marije. Kumovao je prastric Zaverio Roncalli, prvi od sedmorice stričeva Angelova oca, vrlo pobožan čovjek, koji si je, budući da je bio neoženjen, uzeo u zadatak odgajati brojne nećake u duhu vjere. Dana 13. veljače 1889. Angelo je primio sakrament potvrde u Carvicu po rukama biskupa Gaetana Camilla Guindanija, a 31. ožujka iste godine primio je svetu pričest. Prva tri razreda osnovne škole pohađa u Bergamu. Budući da je još od najranije dobi pokazivao ozbiljnu sklonost svećeničkom zvanju, po završetku osnovne škole pripremao se dodatnom poukom iz talijanskog i latinskog jezika kod nekolicine svećenika za ulazak u sjemenište. Dana 7. studenoga ušao je u sjemenište u Bergamu, gdje je primljen u treći razred gimnazije. Pitomac je Dječačkog sjemeništa u Bergamu od 1892. do 1893. a od 1893. do 1900. pohađa bogoslovsko sjemenište u Bergamu sve do druge godine bogoslovije. U lipnju 1895. primio je kleričko odijelo (talar). Nakon teškog početka zbog nedovoljne izobrazbe, uskoro se počeo isticati kako u studiju tako i u duhovnoj izgrađenosti, tako da su ga poglavari prije navršene četrnaeste godine života pripustili tonzuri.
Godine 1896. počinje pisati “Dnevnik duše”, velebno i jedinstveno djelo koje je Roncalli kontinuirano vodio do posljednjih mjeseci života, punih sedamdeset godina. Riječ je o zbirci razmišljanja, duhovnih meditacija, molitava, pisama, oporuka koji govore o pobožnosti Ivana XXIII., njegovu neprekinutom razgovoru s Bogom i njegovoj otvorenosti Bogu i iz kojih isijava svetački lik. Pošto je u srpnju 1900. završio s uspjehom drugu godinu teologije, u siječnju iduće godine poslan je u Rim kao pitomac Velikog rimskog sjemeništa u Apolinaru. Korisnik je stipendije zaklade “Canonico Flaminio Cerasola”. Budući da je još mlađahne dobi, ponavlja bogoslovne nauke druge godine. U lipnju iste godine postiže bakalaureat iz svetog bogoslovlja te dobiva nagradu iz hebrejskog jezika. Vojni rok služi u 73. pješačkoj lombardskoj brigadi u Bergamu u vojarni Umberta I. Od 10. do 20. prosinca 1902. nastavlja nauke treće godine teologije u Rimskom sjemeništu. U prosincu 1903. zaređen je za đakona u Sv. Ivanu Lateranskom po kardinalu Respighiju. Dana 13. srpnja 1904. sa svega dvadeset i dvije navršene godine postiže doktorat iz teologije. Uz najviše ocjene poglavara 10. kolovoza 1904. zaređen je za svećenika u rimskoj crkvi S. Maria di Monte Santo, a idućeg dana u bazilici Sv. Petra slavi svoju prvu misu tijekom koje je potvrdio svoje potpuno predanje Kristu i svoju vjernost Crkvi. Istog dana oko podne primljen je u posebnu audijenciju kod pape Pija X. U Sotto il Monteu, na Veliku Gospu, na crkveni god rodne župe, služi svečanu mladu misu.
U studenom iste godine nastavlja više nauke u Rimu a u prosincu sudjeluje na međunarodnom marijanskom kongresu u Rimu povodom pedesetgodišnjice proglašenja dogme o Bezgrešnom začeću Marijinu. Pokretač kongresa je mons. Giacomo M. Radini Tedeschi, koji će početkom iduće godine biti imenovan za biskupa Bergama. Krajem siječnja 1905. papa Pio X. posvećuje u Sikstinskoj kapeli mons. Tedeschija za biskupa. Don Angelo Roncalli imenovan je njegovim tajnikom.
Narednih deset godina u znaku je intenzivnog rada u službi uglednog biskupa koji je pokrenuo bezbroj inicijativa u svojoj dijecezi zahvaljujući čemu je Bergamska biskupija postala uzor za Crkvu u Italiji. Osim službe tajnika, obavlja brojne druge službe. Od 1906. predaje brojne predmete u sjemeništu: crkvenu povijest, patrologiju i apologetiku; od 1910. povjereno mu je također predavanje iz fundamentalne teologije. Uz kratke prekide te je službe obnašao sve do 1914. Zahvaljujući dobrom poznavanju povijesti sastavio je nekoliko studija o povijesti svoga rodnog kraja, među kojima se ističe djelo Atti della Visita Apostolica di s. Carlo a Bergamo (1575.) (Spisi o apostolskom pohodu sv. Karla Boromejskog Bergamu (1575.), na kojem je naporno radio desetljećima a koje je dovršio uoči izbora za papu. Bio je također urednik dijecezanskog časopisa “La Vita Diocesana” a od 1910. duhovni asistent Katoličke udruge žena. Prerana smrt mons. Radinija 1914. označila je kraj iznimnog pastoralnog iskustva, koje je, premda je bilo označeno nekim nedaćama poput neosnovane optužbe za modernizam, budući Ivan XXIII. uvijek smatrao temeljnom uporišnom točkom za vršenje službi na koje će biti pozvan.
U Prvom svjetskom ratu tri godine obnaša službu kapelana u vojnim bolnicama u Bergamu. U srpnju 1918. velikodušno je pristao pružati duhovnu skrb vojnicima oboljelima od tuberkuloze, svjestan da se time izlaže smrtnoj opasnosti. U rujnu 1920. na Šestom talijanskom narodnom euharistijskom kongresu u Bergamu drži predavanje pod naslovom “Euharistija i Majka Božja – ljubavi kršćanina”. Potpuno neočekivano u prosincu 1920. stiže mu Papin poziv da predsjeda djelom širenja vjere u Italiji koju je nakon velikih kolebanja prihvatio. Službi je pristupio vrlo oprezno jer se radilo o vrlo osjetljivoj zadaći zbog povezanosti ciljeva te službe s ciljevima koje su pred sobom postavile već postojeće misijske organizacije. U tome razdoblju putuje u inozemstvo radi provedbe projekta Svete Stolice koji je imao za cilj dovesti u Rim razne ustanove koje su podupirale misije. Započinje usto putovanje po talijanskim biskupijama radi širenja misijskog ideala i uređivanja Papinskog djela za širenje vjere.
Godine 1925. imenovanjem apostolskim vizitatorom u Bugarskoj započinje diplomatsko razdoblje u službi Svete Stolice, koje će trajati sve do 1952. Nakon biskupskog ređenja u Rimu 19. ožujka 1925. po rukama kardinala Giovannija Taccija, tajnika Kongregacije za Istočne Crkve, otputovao je za Bugarsku sa zadaćom da se brine za velike potrebe male i stradalničke katoličke zajednice. U toj će službi ostati puno jedno desetljeće tijekom kojeg će Roncalli postaviti temelje za osnivanje apostolske delegacije, čijim je on sam imenovan prvim predstavnikom 1931. godine. Uz dosta velike teškoće uspio je reorganizirati Katoličku Crkvu u tim krajevima, uspostaviti prijateljske odnose s bugarskom vladom i kraljevskom kućom te uspostaviti prve ekumenske kontakte s Bugarskom pravoslavnom Crkvom. U studenome 1934. imenovan je apostolskim delegatom u Turskoj i Grčkoj, zemljama koje također nisu imale diplomatske odnose s Vatikanom. Za razliku od Grčke, gdje Roncalli nije polučio značajnije rezultate, odnosi s turskim vlastima su naprotiv išli uzlaznom putanjom zbog razumijevanja i otvorenosti koju je delegat pokazao u prihvaćanju mjera nadahnutih politikom laicizacije tamošnjih vlasti. O tome razdoblju u svome “Dnevniku duše” donosi sljedeću crticu: “Ovdje su prilike i milosti takve da mi ništa ne smeta da postanem svet”. S velikom taktičnošću i umješnošću organizirao je neke službene susrete s carigradskim patrijarhom, bili su to prvi takvi susreti nakon raskola s Katoličkom Crkvom. U srpnju 1939. svjetlo dana je u Bergamu ugledala njegova knjiga “Počeci sjemeništa u Bergamu i sv. Karlo Boromejski. Povijesne bilješke s uvodom o tridentskom Saboru i osnivanje prvih sjemeništa”.
U II. svjetskom ratu pruža pomoć Židovima, kojih je na tisuće spasio od holokausta, kao i grčkog stanovništva, iscrpljenog glađu. Tako u svibnju 1943. uz pomoć tzv. “tranzitne veze” apostolske delegacije uspijeva spasiti Židove određene za istrebljenje.
Potpuno neočekivano, osobnom odlukom Pija XII., promaknut je u prestižnu nuncijaturu u Parizu, gdje je stigao 30. prosinca 1944. Čekala ga je izuzetno složena situacija. Privremena vlada je tražila smjenu čak tridesetak biskupa, optuženih za suradnju s višijevskom vladom. Zahvaljujući smirenosti i umješnosti novog nuncija taj je broj smanjen na svega tri biskupa. Zbog svoje je vedre naravi stekao veliki ugled u diplomatskim i političkim krugovima, gdje je uspostavio odnose srdačnog prijateljstva s najvišim predstavnicima francuske vlade. Njegovo je diplomatsko djelovanje u Francuskoj imalo istaknuto pastoralno obilježje: posjetio je mnoge francuske biskupije, kao i Alžir.
U rujnu 1945. posjećuje njemačke ratne zarobljenike u Chartresu među kojima ima mnogo sjemeništaraca. Udovoljavajući revnosti svećenika Franza Stocka, uz pomoć Svete Stolice i suradnju plemenitih svećenika nastavnika iz Njemačke, omogućuje u logoru redovite tečajeve bogoslovskog studija i crkvenog odgoja.
U duhu poslušnosti, kojim se oduvijek odlikovao, spremno je prihvatio prijedlog za premještajem u sjedište Venecijanske biskupije, gdje je stigao 5. ožujka 1953., nedugo nakon imenovanja za kardinala na posljednjem konzistoriju Pija XII. Njegovu je biskupsku službu resilo savjesno zauzimanje kojim je obavljao razne dužnosti dijecezanskog biskupa, u koje se ubrajaju mnogobrojni pastoralni pohodi. Priredio je također biskupijsku sinodu. Bogata duhovna povijest Venecije nadahnula je nove pastoralne inicijative biskupa Roncallija, poput projekta ponovnog približavanja vjernika Svetom pismu, stavljajući im pred oči primjer prvog patrijarha sv. Lovre Giustinianija.

Izbor 77-godišnjeg kardinala Roncallija za nasljednika Pija XII. 28. listopada 1958. mnoge je navela na pomisao da je riječ o jednom prijelaznom pontifikatu. Ali od samog početka Ivan XXIII. pokazao je stil koji je odražavao njegovu ljudsku i svećeničku osobnost sazrelu kroz bogati niz iskustava. Osim što je ponovno uspostavio redovno funkcioniranje kurijalnih tijela, pobrinuo se dati pastoralni pečat svojoj službi, ističući njezinu biskupsku narav kao rimski biskup. Uvjeren da izravno upoznavanje biskupije predstavlja bitni dio papinske službe, približavao se vjernicima kroz mnogobrojne pohode župama, bolnicama i zatvorima. U prosincu je sazvao konzistorij na kojem su imenovana 23 kardinala. Prvi na popisu bio je milanski nadbiskup Giovanni B. Montini, budući papa Pavao VI. Na Božić pohodi bolesnike u bolnicama Santo Spirito i Bambino Gesu a 26. prosinca posjećuje zatvorenike u zatvoru Regina Caeli, tradicija koju će nastaviti i njegovi nasljednici na Petrovoj stolici, Ivan Pavao II. i Benedikt XVI. U veljači 1960. slavi misu zadušnicu za kardinala Alojzija Stepinca u bazilici Sv. Petra. Tom prigodom je održao znameniti govor kojim već na neki način preludira njegovu beatifikaciju
Najveći doprinos Ivana XXIII. nesumnjivo predstavlja Drugi vatikanski koncil, koji je najavio u bazilici Sv. Pavla 25. travnja 1959. Radilo se o jednoj osobnoj odluci, koju je Papa donio nakon privatnih savjetovanja s najbližim suradnicima i državnim tajnikom kardinalom Tardinijem. Ciljeve koje je postavio pred koncil, predstavljeni na govoru na otvorenju Koncila 11. listopada 1962., bili su originalni: nije riječ o definiranju novih istina, već o tome da se tradicionalno učenje ponovno izloži na način koji više odgovara suvremenom senzibilitetu. U perspektivi “aggiornamenta” koji se tiče čitave Crkve, Ivan XXIII. pozvao je da se povlašteno mjesto dadne milosrđu i dijalogu sa svijetom namjesto da se taj svijet, zbog nekih ranijih povijesnih zbivanja, osuđuje i suprotstavlja mu se, u obnovljenoj svijesti o crkvenom poslanju koje obuhvaća sve ljude. U tome univerzalnom otvaranju nisu mogle biti isključene razne kršćanske vjeroispovijesti, čiji su predstavnici također bili pozvani sudjelovati na Koncilu kako bi se otpočeo put međusobnog približavanja. U prvoj fazi Koncila moglo se konstatirati kako je Ivan XXIII. htio doista Koncil na kojem će donesene odluke biti plodom dogovora te je iste donesene odluke, plod sučeljavanja svih mišljenja, poštovao.
U proljeće 1963. dodijeljena mu je nagrada “Balzan” za mir i svjedočanstvo njegova zauzimanja za mir objavljivanjem enciklika Mater et Magistra (objavljene 15. svibnja 1961. prigodom 70. godišnjice enciklike Leona XIII “Rerum novarum”) i Pacem in terris (od 11. travnja 1963.) te njegovoj odlučnoj intervenciji prilikom velike kubanske krize u jesen 1962. Dana 17. svibnja 1963. posljednji put služi misu. Ugled i divljenje koje je uživao u čitavom svijetu došli su do punog izražaja posljednjih tjedana njegova života, kada je čitav svijet sa strepnjom pratio posljednje dane umirućeg pape i s dubokom boli primio vijest o njegovoj smrti 3. lipnja 1963. u večernjim satima. Dana 6. lipnja, nakon tri dana neprekidnog hodočašća uglednih osoba i vjernika, posmrtni ostaci Ivana XXIII. pokopani su u vatikanskoj kripti. Na prijedlog gradonačelnika Glauca Della Porte općinsko vijeće Rima odlučilo da se Trg Porta San Giovanni nazove po Ivanu XXIII. U mnogim talijanskim gradovima i čitavom svijetu zabilježeni su slični čini poštovanja i zahvalnosti prema pokojnom Papi. Dana 3. studenoga 2000., pred kraj Velikog jubileja dvijetisućite, Ivan Pavao II. svečano je Ivana XXIII. proglasio blaženim.