No dia 21 de junho de 1963 o conclave reunido para escolher o novo papa, elegeu o Cardeal João Batista Montini que tomou o nome de Paulo VI. A notícia de sua eleição não surpreendeu a ninguém pois a estima que o Cardeal Montini tinha em toda a Igreja era muito grande. Uma vez eleito quer ser chamado de "Apóstolo de todos os povos". Assumiu a Cátedra Pontifícia durante o Concílio Vaticano II e o conduziu até o fim. Encerrou-o em 8 de dezembro de 1965 depois de quatro anos de trabalhos. O Concílio concluído da um novo esplendor à face da Igreja de Cristo em todo o mundo.
No ano seguinte à sua eleição, em janeiro de 1964, Paulo VI empreende uma viagem à Terra Santa. Esta é a primeira vez que um Pontífice deixa a Itália desde Pio VII, em 1812. Foi, também, depois de São Pedro Apóstolo, o primeiro Chefe da Igreja a pisar na Terra Santa e percorrer os caminhos que Jesus percorreu. Visitou o Mar de Tiberíades onde o Príncipe dos Apóstolos recebera do próprio Cristo a promessa do Papado. No Monte das Oliveiras se deu o encontro comovente de Paulo VI com Athenágoras, Patriarca das Igrejas Orientais separadas de Roma. Abraçaram-se e juntos rezaram o Pai Nosso significando com este gesto a vontade comum de se reunirem num só redil todos os cristãos dolorosamente separados há séculos. Em fins de julho daquele mesmo ano Paulo VI e o Patriarca Athenágoras voltaram a se encontrar em Istambul, capital da Turquia, onde revigoraram o movimento ecumênico.
Paulo VI inaugurou uma nova fase do Papado com suas viagens. Em dezembro de 1964, ele visitou a Índia onde presidiu o Congresso Eucarístico Internacional em Bombaim. Um dos fatos mais tocantes de sua viagem, segundo o próprio Paulo VI, foi uma refeição feita por ele junto a um grupo de crianças indianas. O papa lançou uma cruzada de auxílios para a Índia e para todos os povos que carecem do pão e do necessário.
O cuidado paterno pelos destinos da Igreja o faz lançar algumas cartas encíclicas das quais se destacam a "Populorum Progressio" onde ressalta a doutrina social da Igreja, a "Mense Maio" sobre a Virgem Maria, a "Mysterium Fidei" sobre a Eucaristia e a Ecclesiam Suam" sobre a Igreja. Atendendo a um convite do Secretário Geral da ONU, U Thant, Paulo VI vai ao Estados Unidos em 4 de outubro de 1965 onde profere um discurso na sala de sessões da Assembléia Geral das Nações Unidas em Nova Iorque, falando em favor da paz para os representantes de 117 países. Depois ele se encontrou ainda com o presidente dos Estados Unidos. Sua viagem foi um acontecimento de grande importância na história da Igreja. Pouco depois, em maio de 1967 Paulo VI esteve em Portugal onde visitou a cidade de Fátima. Lá ele reconsagrou o mundo ao Imaculado Coração de Maria.
Paulo VI preocupou-se bastante com a paz em seu tempo. Em 1966, chegou a projetar uma viagem ao Vietnã em busca de um armistício. Condenou também a violência do terrorismo e dos atentados políticos que tiraram a vida de várias pessoas como o do Presidente John Kennedy dos Estados Unidos, do pastor Martin Luther King e de tantos outros.
A América Latina, lugar de estruturas obsoletas e inquietantes também foi alvo das preocupações do Pontífice. Há fome por toda parte,os povos querem reformas drásticas e uma ala da Igreja na América Latina quer engajar-se na campanha de reformas à força tomando posições de envolvimento político. Paulo VI vai até Medellín, na Colômbia, e no Congresso Eucarístico Internacional de agosto de 1968, ele prega com franqueza a necessidade de reformas sociais desde que feitas sem violência. Depois uma longa viagem o leva até a Austrália, à Indonésia, Hong Kong e à Oceania. Preocupado em sempre acolher bem aqueles que vão ao seu encontro, o Papa Paulo VI manda que se construa um moderno auditório para as audiências em Roma. Esse auditório hoje leva o seu nome, em sua homenagem.
A partir de 1970 as preocupações do Pontífice com a situação política mundial aumentam. As guerras entre árabes e judeus no Oriente Médio e os episódios cada vez mais freqüentes de violência enchem de amargura o coração do Pontífice. Paulo VI declara o Ano Santo de 1975 e recebe grandes audiências na Praça de São Pedro em Roma. Nesta época ele já estava bastante enfermo e escolheu um jipe branco para estar mais perto das multidões que chegavam de todo o mundo. Nestas audiências, Paulo VI elevava a voz para condenar os atentados e interceder em favor dos prisioneiros dos muitos seqüestros que ocorriam sobretudo na Itália. Pede também orações em favor dos cristãos que vivem nos países sob regime comunista, onde a Igreja sofre restrições e tem seu trabalho bastante limitado.
A saúde de Paulo VI piora nos últimos anos de seu pontificado. Quando celebrou o natal de 1977 previu sua morte para breve ao anunciar que no natal seguinte já não estaria mais nesta terra. De fato o diligente e querido Pontífice veio a falecer no dia 6 de agosto de 1978. Em seu testamento deixou um pedido de um funeral simples e humilde.
