Cornélio nasceu em Roma. Foi eleito para o pontificado,depois de um período vago na cátedra de São Pedro, devido à violentaperseguição imposta pelo imperador Décio. O papa Cornélio foi eleito quase porunanimidade, menos por Novaciano, que esperava ser o sucessor, martirizado poraquele cruel tirano. Assim, Novaciano consagrou-se bispo e proclamou-se papa,isto é, antipapa. Nessa condição, criou-se o primeiro cisma da Igreja.
A Igreja debatia, internamente, para tentar uma soluçãodefinitiva quanto à conduta a ser adotada em relação a um dos seus maioresproblemas da época, referente aos "lapsos", nome dado aos sacerdotese fiéis que renegavam a fé e separavam-se da Igreja durante as perseguições quese impunham aos cristãos.
Segundo os partidários de Novaciano, Cornélio teria adotadoum discurso e uma postura muito indulgente, boa e compreensiva para com osdesertores da fé católica. Atitudes que lhe valeram grandes atribulações eincompreensões. Mas a toda essa oposição contou sempre com o apoio incondicionale fiel do bispo Cipriano de Cartago, Argélia, norte da África.
Entretanto o imperador Décio morreu em combate, sendosucedido por Galo, que voltou com as perseguições. Assim, o papa Cornélioacabou preso e exilado para um lugar que hoje se chama Cività-Vecchia, em Roma.
No exílio, o papa Cornélio passou os últimos dias da suavida. Onde encontrava um pouco de alegria era nas cartas que recebia do bispoCipriano, seu admirador e amigo de fé, muito preocupado em mandar-lhe algumaspalavras de consolo.
Morreu em junho de 253, sendo sentenciado ao martírio porordem daquele imperador, por não aceitar prestar culto aos deuses pagãos. Foisepultado no Cemitério de São Calixto. A festa litúrgica do santo papa Cornéliofoi colocada, no calendário da Igreja, no dia 16 de setembro, junto com a deSão Cipriano, que depois também foi martirizado pela fé em Cristo.