Benedetto Odescalchi nasceu em Como, no norte da Itália, em 19 de maio de 1611, filho de Livio Odescalchi e Paola Castelli, casal de nobre estirpe mercantil. Educado pelos jesuítas em sua cidade natal, onde se afiliou à Congregação Mariana, mudou-se para Gênova após a morte do pai, em 1626, para colaborar nos negócios da família junto ao tio Papirio. Após a morte da mãe e do tio, alistou-se brevemente na milícia urbana de Como. Incentivado pelo cardeal De la Cueva, foi a Roma estudar Direito na Universidade La Sapienza, doutorando-se posteriormente em Nápoles; decidiu então seguir a vida clerical, recebendo a tonsura e fazendo voto de celibato, embora nunca tenha sido ordenado sacerdote antes de sua elevação ao cardinalato. De volta a Roma, ocupou cargos na chancelaria papal sob Urbano VIII, tornando-se protonotário apostólico e presidente da Câmara Apostólica; foi nomeado cardeal em 1645 por Inocêncio X, e exerceu ainda os cargos de legado em Ferrara e bispo de Novara.

Após a morte de Clemente X, em 1676, o rei Luís XIV da França tentou mais uma vez utilizar sua influência para impedir a eleição de Odescalchi, temendo sua reconhecida austeridade e independência de espírito; mas, diante do apoio unânime dos cardeais e da própria população romana ao candidato, viu-se obrigado a instruir relutantemente seus aliados a aceitarem sua candidatura. Após um interregno de cerca de dois meses, Odescalchi foi eleito por unanimidade em 21 de setembro de 1676, adotando o nome de Inocêncio XI. Já no dia de sua eleição, recusou-se a receber honras excessivas, chegando a proibir o banquete suntuoso que se preparava em sua homenagem e determinando que os recursos previstos fossem doados aos pobres — gesto emblemático da austeridade que marcaria todo seu governo.

Imediatamente após assumir, dedicou-se à drástica redução das despesas da Cúria Romana, aprovando rigorosas normas contra o nepotismo entre os cardeais e vivendo ele próprio com extrema parcimônia, exortando os demais a fazerem o mesmo — medidas que lhe permitiram não apenas eliminar o considerável déficit anual herdado (cerca de cento e setenta mil escudos), como também gerar superávit nas finanças pontifícias em poucos anos. Todo o seu pontificado foi marcado por embate contínuo com o absolutismo do rei Luís XIV da França, que buscava ampliar seu controle sobre a Igreja gaulesa através das chamadas "liberdades galicanas" — disputa que só seria resolvida favoravelmente ao papado após a morte de Inocêncio XI.

Seu momento de maior projeção histórica veio com o apoio decisivo prestado à coalizão cristã que rechaçou o avanço otomano sobre Viena, em 12 de setembro de 1683 — vitória que lhe rendeu o título popular de "Salvador da Hungria" e para cuja memória instituiu a festa do Doce Nome de Maria. No campo doutrinário, opôs-se ao laxismo moral e ao molinosismo (condenado em 1687), e teve divergências significativas com a Companhia de Jesus quanto à autonomia de suas missões, embora sem provas de que fosse, como alguns o acusaram sem fundamento, adepto do jansenismo.

Após período de prolongada enfermidade renal, faleceu em Roma, em 12 de agosto de 1689, sendo posteriormente beatificado; sua causa de canonização, reaberta e depois suspensa em diferentes momentos da história recente, permanece até hoje sem conclusão definitiva.