Jacques Pantaléon nasceu por volta de 1195, em Troyes, na França, filho de um sapateiro — origem humilde que tornou sua trajetória até o papado particularmente notável. Estudou em Paris e seguiu carreira eclesiástica como cônego em Laon e arcediago em Liège, onde se destacou por sua competência administrativa e diplomática. Foi nomeado bispo de Verdun em 1253 e, dois anos depois, patriarca de Jerusalém, cargo que ocupava em meio a graves dificuldades enfrentadas pelos cristãos na Terra Santa, sob pressão, então, de forças muçulmanas.

Após a morte do papa Alexandre IV, em maio de 1261, Pantaléon encontrava-se em Viterbo buscando apoio para a defesa de Jerusalém. Reunidos apenas oito cardeais — número reduzido pelas circunstâncias políticas da época —, o conclave se estendeu por mais de três meses até que, em 29 de agosto de 1261, elegeram o patriarca, mesmo sem ele ser cardeal, algo excepcional para a época. Consagrado em 4 de setembro de 1261, adotou o nome de Urbano IV. Uma de suas primeiras medidas de governo foi nomear catorze novos cardeais, majoritariamente franceses, o que fortaleceu de forma duradoura a influência francesa no Colégio Cardinalício.

Devido às disputas entre guelfos e gibelinos que agitavam a Itália, Urbano IV jamais residiu em Roma, estabelecendo sua corte em Orvieto, Viterbo e Perúgia. Seu pontificado foi dominado pela chamada ""questão napolitana"": buscando afastar definitivamente a dinastia Hohenstaufen, representada por Manfredo, do trono do Reino da Sicília, negociou com o rei Luís IX da França a entrega dessa coroa a Carlos de Anjou, irmão mais novo do monarca francês — decisão que redesenhou o equilíbrio de poder na Itália meridional pelas décadas seguintes.

Do ponto de vista litúrgico, seu legado mais duradouro e universalmente lembrado foi a instituição da festa de Corpus Christi, em 1264, através da bula ""Transiturus de hoc mundo"", estendendo a toda a Igreja latina uma devoção à Eucaristia que já se celebrava localmente em Liège, por influência da mística Juliana de Cornillon e Santa Juliana de Liège. Para essa ocasião, encomendou a São Tomás de Aquino a composição do ofício litúrgico da festa, do qual resultaram hinos eucarísticos célebres até hoje, como o ""Pange Lingua"" e o ""Lauda Sion"".

Urbano IV também se empenhou, sem sucesso concreto, em organizar uma cruzada para socorrer o combalido Império Latino de Constantinopla, que acabara de ser reconquistado pelos bizantinos em 1261. Deixou ainda escritos pessoais, incluindo cartas, uma paráfrase do Salmo Miserere e uma descrição da Palestina. Faleceu em Perúgia, em 2 de outubro de 1264, antes de ver concretizada a entronização de Carlos de Anjou na Sicília, tarefa que coube a seu sucessor, Clemente IV.