Uczęszczając do szkoły podstawowej w Riese, uczył się równocześnie języka łacińskiego u kapelana tej wioski, ks. Alojzego Horacjusza.
Od 1850 r. podjął studia w seminarium w Padwie, a święcenia kapłańskie otrzymał 18 września 1858 r.
W 1884 r. Papież Leon XIII mianował ks. Sarto biskupem Mantui i sam udzielił mu sakry biskupiej.
W 1892 r. został patriarchą Wenecji. Całe swoje doświadczenie i gorliwość oddał do usług nowej archidiecezji. Rozwinął więc akcję katechizacji, by ją postawić na poziomie i ożywić we wszystkich parafiach oraz rektoratach swojej metropolii. W seminarium – oprócz teologii dogmatycznej i moralnej – wprowadził studia biblijne, historię Kościoła i ekonomię społeczną.
W 1903 r. zmarł wielki Papież Leon XIII. 62 kardynałów po siódmym głosowaniu 4 sierpnia wybrało na jego następcę kard. Józefa Sarto. Wybór przyjął zalany łzami. Uroczysta koronacja odbyła się 9 sierpnia. Nowy Papież przyjął imię Piusa X. W dwa miesiące później (4 października 1903 r.) wydał swą pierwszą encyklikę: „E supremi apostolatus”, w której wyłożył program swojego pontyfikatu: odnowić wszystko w Chrystusie (instaurare omnia in Christo). Dekretem z 1905 r. zniósł konieczność przystępowania do spowiedzi przed każdym przyjęciem Komunii świętej, a dekretem Quam singulari Christus amore (z 8 sierpnia 1910 r.) obniżył wiek dzieci mogących przyjąć Komunię św.
21 sierpnia 1914 r. o godz. 1.00 w nocy Papież Pius X przeniósł się do wieczności. Następnego dnia odbył się jego pogrzeb i złożenie ciała do podziemi watykańskich pod bazyliką św. Piotra.
