Pacômio nasceu na região de Tebaida, próximo a Tebas no Egito, no ano 287 ou 292. Filho de pagãos, desde criança, apesar de doce e modesto, demonstrava aversão aos rituais profanos de idolatria.
Contra a vontade, foi alistado aos 20 anos no exército do imperador romano Maximiano que dominava a região, e enviado para o combate em Tebas ou Dióspolis, contra os opositores também romanos Licinius e Constantino. Com a derrota, foi preso em Tebas, e no cárcere conheceu cristãos que levavam alimento aos cativos famintos e consolavam os aflitos. Decidiu então converter-se ao Catolicismo, e ao ser libertado buscou uma comunidade religiosa cristã, onde recebeu o Batismo.
Em seguida, buscando uma maior perfeição, e tendo conhecimento da vida dos ascetas, procurou o venerável ancião Palemon, de quem se tornou discípulo em 317. Este o preveniu das asperezas, dificuldades e sacrifícios da vida ascética, mas o jovem não desanimou, procurando vencer tais exigências por meio da humildade, oração e paciência.
Na época, a vida eremítica mais conhecida era a dos anacoretas, como Santo Antão, monges que viviam sozinhos no deserto. Porém São Macário iniciava então pequenas comunidades onde havia celas (ou larves), próximas mas isoladas. Pacômio desenvolveu mais este sistema, provendo uma organização formal sob a direção de um superior – o “pai”, “abba”, de onde deriva a palavra abade. A vida monástica passou a ter regras bem definidas, com disciplina e organização sob a autoridade abacial.
Com votos de obediência, castidade e pobreza, a rotina diária bem equilibrada incluía momentos de oração, trabalho, estudo, penitência, descanso, em silêncio e pontualidade. A comunidade incluía várias celas, a igreja, cozinha, hospedaria e biblioteca, rodeadas por muralhas. Os monges usavam hábitos de lã grosseira; Pacômio acrescentou para si o cilício e continuamente jejuava.
O primeiro destes mosteiros foi edificado em Tabennisi, no Egito, e o primeiro discípulo de Pacômio foi seu irmão mais velho, João, que logo faleceu. Em breve, a comunidade teve cerca de 100 monges, sendo necessária uma ampliação. Com o tempo, oito mosteiros masculinos e um feminino foram construídos em Tebaida.
Em 333 Santo Atanásio, bispo, visitou Pacômio, concedendo a aprovação eclesiástica para a sua Regra. Quis o bispo ordená-lo sacerdote, mas Pacômio e todos os seus discípulos preferiram permanecer como simples monges. Em outra ocasião, São Basílio de Cesaréia também o visitou, e na sua regra baseou a Regra Ascética (que ainda hoje é utilizada na Igreja Ortodoxa), comparável à Regra de São Bento.
A partir de 336 Pacômio passou a residir no mosteiro de Pabau, que se tornou famoso. Deus lhe deu o dom da profecia, e muitas foram as conversões obtidas pelo santo. Opôs-se aos arianos; deixou alguns sermões escritos em copta; cuidava pessoalmente dos doentes no mosteiro; pouco dormia, para mais se dedicar à oração; fez vários milagres; libertou vários possessos do demônio, aplicando-lhes óleo bento; através da paciência, oração, jejuns, mortificações e exortações, conseguiu que um ex-ator de teatro chamado Silvano, que procurara a vida monástica mas não a levava a sério, se tornasse exemplar no seguimento da Regra.
São Pacômio faleceu em 347 ou 348, de peste. Nos seus mosteiros havia então cerca de 7.000 monges, em 3.000 mosteiros no Egito; na geração seguinte já eram mais de 7.000, na Palestina, deserto da Judeia, Síria, norte da África e Europa. No século XII, viviam ainda mais de 500 monges seguindo a sua Regra.
São Pacômio é comemorado em outras denominações cristãs, além do Catolicismo. É considerado o fundador do monasticismo cenobita.