Efter Pave Alexander IV's død i Viterbo den 25. Maj 1261 samledes kardinalerne der og og brugte tre måneder på at vælge en ny pave. Der var nemlig ingen af dem, der var i stand til at mønstre så mange tilhængere og stemmer, at han kunne blive valgt, og til sidst så de sig nødt til at vælge én udenfor deres egen kreds.

Valget faldt på franskmanden Jacques Pantaléon, eller Giacomo Pantaleone som han kaldes på italiensk, der var biskop i Jerusalem, men tilfældigt var tilstede i Viterbo på dette tidspunkt.

Jacques Pantaléon kom af beskedne kår, han var søn af en skomager i byen Troyes, hvor han var født omkring år 1200. Han fik mulighed for at studere i Paris og derpå blev han præst og senere ærkediakon. Under Pave Innocens IV (1243-1254) blev han udnævnt til Biskop i Verdun og pavelig gesandt i Tyskland. Hans gode diplomatiske evner og hans religiøse engagement fik Pave Alexander IV til i 1255 at bruge ham som pavelig gesandt i Jerusalem, hvor han senere blev udnævnt til patriark.

Kirkens problemer under Alexander IV var store og denne pave havde hverken styrke eller støtte nok til at bekæmpe dem. I Rom havde det kirkefjendtlige borgerskab taget magten og overladt den til Brancaleone degli Andalò, som man havde hentet fra Bologna for at få en partiuafhængig mand til senator-posten. Under dette regime måtte Paven fortrække til en af byerne udenfor Rom. I 1255 lykkedes det imidlertid adelspartiet at tage magten og i denne periode kunne Paven vende tilbage til byen. Situationen var dog ikke stabil og de forskellige fraktioner bekrigede konstant hinanden i blodige sammenstød. Alexander så sig da atter nødsaget til at flygte til Anagni og Viterbo.

Også udenfor Rom havde Paven problemer. Han havde exkommunikeret Kong Manfred (Manfredi) af Sicilien, men heraf fulgte voldsomme optøjer af de pavefjendtlige ghibelliner i hele Italien. Og da Brancaleone degli Andalò døde i 1261, udbrød der endnu voldsommere borgerkrigslignende tilstande i Rom. I disse kampe mellem de pavetro guelfer og de kejservenlige ghibelliner måtte Paven endnu engang forlade byen og søge tilflugt i Viterbo, hvor han døde den 25.Maj.

Sådan var situationen altså, da Jacques Pantaléon blev valgt til Kirkens nye overhovede den 20. August 1261 efter næsten tre måneders diskussioner blandt kardinalerne. Den nye Pave blev paveviet den 4. September og tog navnet Urban IV. Urolighederne både i Rom og udenfor skulle fortsætte gennem de næste fire år og Urban IV fik aldrig mulighed for at drage ind i Rom.

Her fortsatte nemlig de voldsomme sammenstød mellem det guelfiske adelsparti, som ønskede Richard of Cornwall (Riccardo di Cornovaglia) som ny senator, og de kejservenlige ghibelliner, som ønskede Manfred indsat på denne post. Denne situation kom til at strække sig over mere end et år med mange forskellige træk af de implicerede parter. Manfred sendte gesandter til Urban med ønsket om at blive kronet som konge af Sicilien mod at yde både økonomisk hjælp til paven samt løfte om at starte et nyt korstog til det Hellige Land. Urban IV stolede imidlertid ikke på Manfred og han var desuden påvirket af det pavetro guelfiske parti. Han kontaktede derfor istedet Charles d'Anjou (Carlo d'Angiò, Karl af Anjou), broder til den franske konge, for at give ham Siciliens krone.

Denne manøvre fik guelferne til at vælge Charles til ny senator i Rom. Urban prøvede at forhindre, at Charles d'Anjou fik for megen magt ved både at være senator i Rom og konge over Sicilien, men han kunne ikke ændre aftalerne, selvom han kunne sætte den betingelse, at Charles måtte afstå fra senatormagten, når han havde fået erobret hele Sicilien og derfor reelt var konge.

I mellemtiden var Charles d'Anjou altså senator i Rom, men han drog ikke selv til byen i første omgang. I stedet sendte han sin betroede mand Jacques Gaucelin med en lille hær af provencalske adelsmænd, som i Maj 1264 slog sig ned på Capitol, der nu kaldtes Campidoglio og hvor Roms civile styrelse sad. Efter Gaucelins død samme år overtog en anden franskmand, Jacques Gantelme, hans post støttet af den romerske adelsmand Giovanni Savelli.

Oprøret i Rom ulmede dog stadig og opstandene i byen fortsatte. Urban opholdt sig på et tidspunkt i Orvieto, da Manfred forsøgte et angreb mod ham, men mødte så megen modstand, at han måtte trække sig tilbage. Også i Tyskland var der uroligheder, her havde to kandidater til kejserkronen meldt sig, Richard af Cornwall og Alfons af Castilien, men Paven kunne ikke bestemme sig til, hvem af de to han skulle støtte, så han trak afgørelsen ud ved at fastsætte en dato et år ud i fremtiden.

Den 9. September 1264 gik der rygter om et ghibellinsk angreb på Orvieto, så Urban IV foretrak at rejse videre mod Perugia, hvor han døde den 2. Oktober samme år. Han ligger begravet i domkirken i denne by.

Da Urban IV straks fra starten af sit korte pontifikat følte sig usikker og omgivet af mange fjender eller upålidelige medarbejdere, valgte han indenfor det første år at udnævne en række nye kardinaler, der kunne støtte ham. Ialt skal han have udnævnt 14 kardinaler, hvoraf de 6 skal have være slægtninge til de 8 kardinaler, som havde valgt ham selv til Pave. Desuden udnævnte han 7 franske kardinaler, blandt andre sin nevø Anchier Pantaléon de Troyes, som blev kardinal ved Kirken Santa Prassede, hvor han senere blev dræbt under en folkeopstand.

Nogle af de kardinaler, som vi ved Urban IV udnævnte den 22. Maj 1262, var: Enrico Bartolomei, der var ærkebiskop i Embrun i Frankrig, nevøen Anchier, Guilleaume de Bray, Guy abbed i Citeaux-klosteret, Annibale d'Annibaldeschi de Molaria, Giordano Pironti Conti og Matteo Rosso Orsini.

Urban IV var den pave, der indførte festen for "Corpus Domini", selvom den først blev helt officiel efter koncilet i Wien i 1311.