Pochodził najprawdopodobniej ze sławnej rodziny Korneliuszów, był synem Kastyna[3]. Był przyjacielem, a potem następcąpapieża Fabiana[3].
Nie od razu po śmierci Fabiana wybrano nowego papieża, ponieważ nadal trwały ostre prześladowania chrześcijan i były trudności w zebraniubiskupów[4]. W tym czasie (przez 1 rok) kościołem rządzili hierarchowie, a ich przedstawicielem był kapłanNowacjan[4]. Popularnymbiskupem był wówczas Mojżesz, który jednak zmarł. Gdy prześladowania zelżały, zebrani biskupi wybrali Korneliusza, który wRzymie przebywał już dłuższy czas i przeszedł tam wszystkie szczeble hierarchii kościelnej[4]. Dla Nowacjana było to niemiłym zaskoczeniem. Przekupił on kilku biskupów, by wyświęcili go na biskupa i obrali papieżem. Wykorzystywał również liczne wpływy, by przekonać do siebie pozostałą część biskupów, jednak mu się to nie udało.
Papież iantypapież mieli również odmienne poglądy na temat ponownego przyjmowania na łonoKościoła tych co w czasie prześladowań wyparli się wiary. Korneliusz uważał, że należy ich przyjąć, gdy wypełnią zadaną pokutę – Nowacjan zaś kategorycznie nie chciał ich ponownego przyjęcia, a nawet podawał w wątpliwość prawo Kościoła do odpuszczaniagrzechów[2].
Korzystając z chwilowego pokoju i braku prześladowań po śmierci cesarzaDecjusza (jesienią 251) św. Korneliusz zwołałsynod (uczestniczyło w nim 60 hierarchów), na którym: potępiono poglądy Nowacjana i jego zwolenników oraz pozwolono na powrót do Kościołaapostatów po wypełnieniu przez nich pokuty. Nowacjan musiał opuścić Rzym i udał się na banicję[4].
Pokój nie trwał długo, w252 wybuchła epidemia w Rzymie. Zarządzono składanie ofiar przebłagalnych, a ponieważ chrześcijanie w nich nie uczestniczyli, Rzymianie obwiniali ich o trwanie zarazy, napadali na domy modlitwy oraz samych chrześcijan. Św. Korneliusz zginął w253 albo w takim napadzie lub – co jest bardziej prawdopodobne – zesłany doCivitavecchia[2], z powodu złego traktowania. Czczony był już w pierwszych wiekach, co potwierdza tytuł znaleziony w katakumbach św. Kaliksta.
Relikwie świętego papieża rozdzielono z czasem po różnych kościołach weFrancji,Włoszech i wNiemczech.