Egyes források szerint Csezmiczei Jánosnak hívták, tehetősebb horvát kisnemesi családban született a szlavóniai Csezmicén. Apját korán elvesztette, 13 éves koráig anyja, Vitéz Borbála nevelte. A feltűnően eszes fiút 1447-ben nagybátyja, Vitéz János, a Hunyadiak tudós főembere Ferrarába, Guarino da Verona iskolájába küldte tanulni.
Az itt töltött nyolc esztendő alatt alapos humanista műveltséget szerzett, költővé érett – nevét ekkor változtatta Janus Pannoniusra. E korszakának fő műfaja a szatirikus, csipkelődő epigramma volt, szerelmi költészete is ebben a műfajban szólal meg először. Sokszor meglepően szabad szájú erotikus versei arról tanúskodnak, hogy az ifjú költő meglehetősen mozgalmas és változatos szerelmi életet élhetett. Mestere, Guarino felismerve tanítványa tehetségét, széles körben propagálta műveit, így ismert és kedvelt lett az észak-itáliai humanista körökben. 1454-től a padovai egyetemen kánon- és római jogot hallgatott. Költészete is új irányt vett: felfedezte a panegyricus (dicsőítő költemény) műfaját, amelynek legmaradandóbb darabja a Guarinóról írt dicsőítő ének.
Janus Pannonius 1458-ban nagybátyja hívására hazatért, előbb királyi személynökként kamatoztatta jogi tudását, majd a királyné kancellárja lett. 1459-ben Mátyás a pécsi püspökség élére állította, ezzel az ország egyik legbefolyásosabb emberévé tette. Janus beilleszkedése nem volt zökkenőmentes: alig akadt szellemileg egyenrangú társa, és költészetének sem volt igazán értő közönsége.
1465-ben Mátyás követeként Velencében és Rómában tárgyalt a török elleni segély ügyében. Ugyanakkor pápai engedélyt szerzett Vitéz János pozsonyi egyetemének megalapításához, kódexeket vásárolt a király és maga számára, és új ismeretségeket kötött, többek közt Marsilio Ficinóval, a neoplatonizmus vezető képviselőjével. Az olasz út ösztönzőleg hatott költészetére, ugyanakkor a Mátyással való kapcsolatában már a válság jelei mutatkoztak. Nem lett még teljesen kegyvesztett, ám régi befolyását nem tudta visszaszerezni, helyzetét nehezítette súlyosbodó tüdőbaja. Egyre több időt töltött Pécsett, ahol görög nyelvről fordított és a költészet mellett filozófiával is foglalkozott.
1471-ben – szembefordulva Mátyással – nagybátyja, Vitéz János mellett tevékeny szerepet vállalt a király elleni összeesküvésben. Mátyás az összeesküvőket elfogatta, kivéve Janust, aki Itáliába akart menekülni. Útközben meghűlt, tüdőgyulladást kapott, és a Zágráb melletti Medvedgradnál (Medvevár) 1472. március 27-én meghalt. A kiengesztelődött király később Pécsett eltemettette, műveit összegyűjtette a Corvina könyvtár számára.
Janus Pannonius életművében több száz epigrammát, két kötetnyi elégiát, nagyszabású panegyricusokat, episztolákat, vers- és prózai fordításokat találunk. Gerézdi Rabán irodalomtörténész szerint ő „az első nagy magyar lírikus, bár egy magyar nyelvű verssor sem maradt utána, csak latinul énekelt”.
Janus Pannoniust 2008 októberében Pécsett ünnepélyes keretek között újratemették, maradványait a székesegyház altemplomában helyezték végső nyugalomra. 2009-ben Pécsett is bemutatták „igazi arcát”, azaz fejszobrát, amelyet koponyájának másolata alapján készítettek el szakemberek a legmodernebb arcrekonstrukciós eljárásokkal. 2012-ben a Magyar PEN Club a nevét viselő nemzetközi irodalmi díjat hozott létre. 2017-ben a Padovai Egyetemhez tartozó Maldura-palota kertjében felavatták szobrát, Oláh Arré Éva alkotását.