W wieku trzydziestu lat został wyświęcony na diakona, a następnie prezbitera. Jego gorliwa służba Bogu sprawiła, iż cieszył się powszechnym szacunkiem i w 314 roku został wybrany papieżem.
Na tronie papieskim zasiadał bardzo długo – przez 21 lat.
Po edykcie mediolańskim kończącym erę prześladowań chrześcijan w cesarstwie rzymskim podjął organizację kultu Bożego. Duchowieństwo chrześcijańskie zwolniono od pełnienia publicznych funkcji pozakościelnych, decyzje sądów biskupich obowiązywały chrześcijan w poszczególnych okręgach, a niedzielę uznano oficjalnie za święto państwowe.
Za pontyfikatu Sylwestra odbył się pierwszy sobór powszechny w Nicei (325). Ze względu na podeszły wiek papież nie uczestniczył w nim osobiście - wysłał tam jednak swoich legatów, a następnie na synodzie w Rzymie zatwierdził uchwały tego soboru. Przyjęto tam m.in. wyznanie wiary, które recytujemy w czasie Mszy świętych oraz ogłoszono dogmat o boskości Syna i Jego równości z Ojcem. Ujednolicono obchodzenie świąt Wielkanocy w całym Kościele. Ogłoszono 20 kanonów prawa kościelnego, które obejmowały uprawnienia jurysdykcyjne biskupów Rzymu oraz określały sposób wybierania biskupów. Gdy Konstantyn Wielki ufundował bazyliki św. Jana na Lateranie i św. Piotra na Watykanie, Sylwester I dokonał obrzędu uroczystej konsekracji obu świątyń. Odtąd każda świątynia była konsekrowana w podobny sposób. Według legendy to właśnie św. Sylwester pozyskał dla wiary matkę Konstantyna Wielkiego - św. Helenę.
Zmarł 31 grudnia 335 r. Data ta wydaje się pewna, gdyż spotykamy ją w najdawniejszych dokumentach. Jego święto obchodzi się od V wieku - Grecy obchodzą je 2 stycznia.
Sylwester jest patronem zwierząt domowych, wzywany bywa w modlitwie o dobre zbiory paszy, a także o szczęśliwy i pomyślny nowy rok.
Dzień św. Sylwestra jest ostatnim dniem w roku kalendarzowym. Dlatego w kościołach urządza się wieczorem specjalne nabożeństwo dziękczynno-ekspiacyjno-błagalne. Znane są także w całym świecie zabawy sylwestrowe, czyli sylwestry.
