文化6年（1809年）3月24日、父帝の中宮欣子内親王（新清和院）の養子として立太子された。 文化14年（1817年）に即位し、父・光格上皇の意を受けて朝儀復興に尽力した。皇族や公家の子弟のための教育機関の設置を志し、武家伝奏徳大寺実堅に幕府との折衝を命じた。幕府の了承を得てその構想が現実のものとなった矢先、崩御した。宝算47であった。 崩御の翌年にあたる弘化4年（1847年）、天皇の遺志によって御所の建春門外に公家講学の所として学習所が設立され、孝明天皇から下賜された勅額により「学習院」（京都学習院）と名乗るようになった。1877年（明治10年）明治天皇の命によって設立された皇族・華族教育機関の学習院（現・学校法人学習院および学習院大学）の前身である。 なお、仁孝から昭和までの歴代天皇はいずれも終身在位であり、徳仁（今上）までは皇太子（仁孝天皇の直系子孫）によって皇位が継承されている。
陵（みささぎ）は、宮内庁により京都府京都市東山区今熊野泉山町の泉涌寺内にある後月輪陵（のちのつきのわのみささぎ）に治定されている。宮内庁上の形式は石造九重塔。 また皇居では、皇霊殿（宮中三殿の1つ）において他の歴代天皇・皇族とともに天皇の霊が祀られている。