Пасхалий был избран на Римский Престол и посвящен без утверждения со стороны императора Людовика Благочестивого. «После торжественного посвящения Пасхалий отправил к императору с послами письмо с извинениями и большие дары, уверяя, что он не столько добивался этой почести из-за своего честолюбия и по своему желанию, сколько она сама снизошла на него благодаря выбору духовенства и решению народа» (Astronomus, Vita Hludowici imperatoris, 27). Однако Пасхалий I добился от императора получения документа, называемого «Pactum Hludovicianum», который подтверждал каролингские дарения Апостольскому Престолу (Depreux, 1992, p. 898–900). Этот «Пакт Людовика» 817 года является самым ранним из сохранившихся документов, в котором определены границы Церковного государства.
В 823 году в Риме произошли волнения, в результате которых были убиты два высокопоставленных чиновника, принадлежавшие к партии сторонников императора – примицерий Теодор и номенклатор Лев. Их убийство стало следствием конфликта между сторонниками укрепления верховной власти императора в Риме и их противниками, стремившимися к полной независимости Рима. Для расследования обстоятельств этого происшествия Пасхалий I обратился к Людовику Благочестивому с просьбой направить в Рим своих представителей. Чтобы снять с себя подозрения в причастности к этому преступлению, как сообщает Астроном, Пасхалий I «sacramento purgaverit» (Astronomus, Vita Hludowici imperatoris, 37), то есть, подобно Папе Льву III, принес клятву на Евангелии в своей невиновности (purgatorium per sacramentum).
Об отношениях Пасхалия I с Византией, где с восшествием на императорский трон в 823 году Льва V Армянина вновь восторжествовало иконоборчество, сведений не сохранилось, но известно, что он построил в Риме монастырь для греческих монахов, бежавших из Византии. Феодор Студит со своими сторонниками направил «Всесвятейшему, великому светилу, первейшему архиерею, господину нашему, владыке, апостольскому Папе» Пасхалию I два послания. В первом из них он писал: «Конечно, уже известно верховному блаженству вашему случившееся с нашею Церковью по грехам нашим. Мы обратились в притчу и пословицу у всех народов, скажу словами Писания (Псал. 68, 12)… Внемли, апостольская глава, Богом вознесенный пастырь овец Христовых, имеющий ключи царства небесного, камень веры, на котором воздвигнута Католическая Церковь. Ибо ты – Петр, украшающий и правящий престол Петров. Свирепые волки вторглись во двор Господень; врата адовы, как прежде, напали на нее. Что это? Гонится Христос с Матерью и служителями Его, так как преследование образа есть гонение Первообраза» (Феодор Студит, послание 71).
Пасхалий I направил в Константинополь сицилийского монаха Мефодия к сменившему Льва V византийскому императору Михаилу II с посланием в защиту икон, однако эта миссия не имела успеха. Окончательно в Византии иконоборчество завершилось лишь со смертью императора Феофила в 842 году.
Пасхалий I произвел большие строительные и реставрационные работы в Риме, наиболее значительные из них – в храмах Св. Цецилии (Санта-Чечилия-ин-Транстевере), Св. Пракседы (Санта-Прасседе), а также в соборе Святого Петра. «Художественным» ответом Пасхалия I на византийское иконоборчество стало приглашение им художников, которые выполнили по его заказу многочисленные мозаики. Причем сохранились два замечательных мозаичных портрета Папы. Один портрет в церкви Санта-Прасседе, где он изображен с моделью этой церкви, а второй портрет – в базилике Санта-Мария-ин-Домника, где он изображен в апсиде коленопреклоненным перед Девой Марией (Piazza, 2000, p. 707). В базилике Санта-Прасседе сохранился также мозаичный портрет, на котором, вероятно, изображена мать Пасхалия. Под портретом имеется надпись: «Episcopa Theodora». О том, что это мать Пасхалия, свидетельствует надпись на мраморной плите в этой базилике: «Et in ipso ingressu basilicae manu dextra ubi utique benignissimae suae genitricis scilicet domnae Theodorae Episcopae corpus quiescit condidit iam dictus praesul corpora venerabilium haec Zenonis et aliorum quorum…» (Marucchi, 1912, p. 458). «И при входе в эту базилику по правой стороне, где покоится тело и благодетельнейшей его матери, то есть госпожи Теодоры Епископы, положил вышеназванный Глава Церкви тела этого блаженного Зенона и других святых…».
Присутствующий в надписях термин «Episcopa» следует понимать не в том смысле, что она была женщиной-епископом, а в том, что она была матерью епископа. О существовании в Церкви женского священства ни один источник этой эпохи не сообщает.
Пасхалий I был похоронен, по сообщению «Liber Pontificalis», в соборе Святого Петра, точная дата его смерти неизвестна, возможно, 11 февраля 824 года. Память Пасхалия I в Католической Церкви – 11 февраля, в Православной Церкви (согласно календарю Православной Церкви во Франции, как защитник православия перед лицом иконоборчества) – 14 мая.