Secondo il Liber Pontificalis nacque a Roma dall’antica e nobile famiglia dei Calpurni; secondo il Catalogo Liberiano fu eletto Papa il 21 luglio 230; secondo san Girolamo e Rufino, presiedette al Sinodo romano che confermava la sentenza pronunciata contro Origene, importante teologo greco, da Demetrio, vescovo di Alessandria. A questo Papa dobbiamo il canto dei salmi nelle chiese e la recita del Confiteor prima della messa; al suo periodo risale anche l’uso accertato della formula «Dominus vobiscum».
Durante il suo pontificato la Chiesa visse un periodo di pace quanto a persecuzioni, poiché l’imperatore romano Alessandro Severo (222-235) era mite e tollerante verso la religione. «Ma proprio in questa parentesi di pace avvenne nella Chiesa di Roma la prima funesta scissione che contrappose al legittimo pontefice un antipapa, nella persona di Ippolito, [scisma iniziato da Ippolito sotto Callisto I], restituito da un provvidenziale martirio all’unità e alla santità», scrive Piero Bargellini.
Nel 235 all’imperatore Alessandro Severo subentrava il trace Massimino, che riprese la politica persecutoria contro i cristiani. La Chiesa aveva in quel periodo due capi, il Papa e l’antipapa: Massimino fece arrestare e condannare entrambi ai lavori forzati - ad metalla - in Sardegna, la famigerata «isola della morte». Ponziano è il primo Papa deportato. Dato che la deportazione era normalmente a vita, Ponziano abdicò (fu il primo Papa a farlo) presumibilmente per permettere ad un successore di assumere il governo della Chiesa nel più breve tempo possibile. Secondo il Catalogo Liberiano ciò avvenne il 28 settembre 235, la prima data registrata con precisione nella storia dei Papi.
Nella comune sorte, nella comune prova, il Papa e l’antipapa si riconciliarono: secondo un’epigrafe dettata da Papa Damaso, ai seguaci che gli domandavano quale pastore seguire, Ippolito indicò il legittimo Papa come unica guida e, «per questa professione di fede, meritò di essere nostro martire». Lo scisma ebbe termine.
Secondo il Grande Dizionario Illustrato dei Papi di John N. D. Kelly, il corpo di Ponziano e quello di Ippolito furono riportati a Roma da Papa Fabiano, e sepolti nella cripta papale nelle catacombe di Callisto. Il Martirologio Romano, invece, in accordo con la Depositio Martyrum, riporta le seguenti parole: «13 agosto, festa dei santi martiri Ponziano, Papa, e Ippolito, sacerdote. Furono deportati insieme in Sardegna, dove entrambi scontarono una comune condanna e vennero coronati della corona del martirio. Ambedue furono seppelliti a Roma: Ippolito nel cimitero sulla via Tiburtina, Ponziano invece nel Cimitero di Callisto». La festa di Ponziano si celebra insieme a quella di Ippolito il 13 agosto.