Devido à violência da perseguição de Décio, a sede pontifical de Roma esteve vacante por mais de doze meses depois do martírio do Papa São Fabiano, até que o sacerdote Cornélio foi eleito Papa. Entretanto, os primeiros problemas do novo Papa surgiram nem tanto do poder secular mas mais ainda das dissensões internas, mesmo se estas tinham a sua origem na mesma perseguição.

Com efeito, ele teve igualmente de se opor ao cisma de Novaciano : este não aceitava que aqueles que durante a perseguição tinham apostatado, fossem de novo reintegrados no seio da comunidade cristã, mesmo depois de pedirem perdão : não podiam ser perdoados, dizia o cismático.

Neste período os cristãos se deviam apresentar ao magistrado e requerer o libellus, isto é, um certificado que os declarasse cidadãos dignos, precedendo naturalmente a simples formalidade de jogar alguns grãos de incenso no braseiro diante de um ídolo.

A essa apostasia obrigatória muitos fugiram com astúcia corrompendo certos funcionários, que, mediante quantias de dinheiro, lhes concediam tais certificados. Estes cristãos foram chamados de libelados.

A perseguição contra os cristãos intensificou-se de novo, e o Papa foi banido do Centumcellae e enviado para Civitavecchia, onde o santo Papa sofreu muitas penúrias, fadigas e sofrimentos e aí acabou por morrer.

São Cipriano, Bispo de Cartago e que tinha uma profunda amizade com o Papa, escreveu-lhe uma carta congratulatória por ter podido gozar da felicidade de sofrer por Cristo e pela glória de sua Igreja, já que nenhum só de seus cristãos tinha renegado de sua fé.

A amizade de São Cipriano foi o grande apoio do Papa São Cornélio como Supremo Pontífice e como defensor da Igreja contra o rigorismo de Novaciano, e a estreita associação entre ambos se reconheceu, após, como muito valiosa.

Os restos mortais de São Cornélio foram conduzidos à Roma e sepultados no cemitério de São Calisto.

Festejado a 16 de setembro.