พระเจ้าปเสนทิโกศลเป็นพระราชโอรสของพระเจ้ามหาโกศล เมืองสาวัตถี แคว้นโกศล เมื่อได้เจริญวัยได้ไปศึกษาศิลปวิทยาที่เมืองตักกสิลา

ณ สำนักตักกสิลา เจ้าชายมีพระสหายอีก ๒ พระองค์ ที่เป็นศิษย์ร่วมรุ่นกัน คือ เจ้าชายมหาลิ จากเมืองเวสาลี แคว้นวัชชี และเจ้าชายพันธุละจากเมืองกุสินารา แคว้นมัลละ

เมื่อจบการศึกษาแล้วต่างก็แยกย้ายกันกลับมาตุภูมิ และได้แสดงศิลปวิทยาให้พระประยูรญาติได้ชมโดยทั่วหน้ากัน พระเจ้ามหาโกศลได้มอบพระราชบัลลังก์ให้พระเจ้าปเสนทิโกศลขึ้นครองราชย์แทนในเวลาต่อมา

ส่วนเจ้าชายพันธุละถูกคู่อริกลั่นแกล้ง แม้การแสดงศิลปวิทยาท่ามกลางพระประยูรญาติจะจบลงด้วยความพอใจของมหาสมาคม แต่เจ้าชายพันธุละทรงน้อยพระทัย จึงหนีออกจากเมืองกุสินารา มาขอถวายตัวเข้ารับราชการรับใช้พระเจ้าปเสนทิโกศล พระองค์ทรงดีพระทัยมาก จึงทรงแต่งตั้งให้พันธุละเป็นเสนาบดี

พระเจ้าปเสนทิโกศลเดิมทีนับถือศาสนานิครนถ์ (ศาสนาเชน หรือ ลัทธิชีเปลือย) และเชื่อถือในการบูชายัญของพราหมณ์อีกด้วย เมื่อมานับถือพระพุทธศาสนาแล้วก็ยังไม่เลิกบูชายัญ และยังติดต่อกับพวกชีเปลือยเป็นต้นอยู่

ครั้งหนึ่ง ขณะที่อยู่สำนักพระพุทธเจ้า พอดีเหล่าชีเปลือยเดินผ่านมาใกล้ ๆ พระเจ้าปเสนทิโกศลประคองอัญชลีประกาศว่า ขอนมัสการพระคุณเจ้าทั้งหลาย แล้วหันมาทูลพระพุทธเจ้าว่า สมณะเหล่านั้นเป็นอรหันต์

พระพุทธเจ้าตรัสเตือนสติว่า
"มหาบพิตรเป็นคฤหัสถ์บริโภคกาม รู้ได้อย่างไรว่าใครเป็นพระอรหันต์
จะรู้ว่าใครมีศีลหรือไม่ ต้องอยู่ด้วยกันนานๆ
จะรู้ว่ามีความสะอาดหรือไม่ ด้วยการทำงาน (หรือเจรจา)
จะรู้ว่ามีปัญญาหรือไม่ ด้วยการสนทนา
จะรู้ว่ากำลังใจเข้มแข็งหรือไม่ ก็ต้องเมื่อตกอยู่ในอันตราย"

ครั้งหนึ่ง พระเจ้าปเสนทิโกศลทรงประกอบพิธีบูชายัญยิ่งใหญ่ มีการตระเตรียมฆ่าสัตว์อย่างละ ๗๐๐ เพราะสุบินได้ยินเสียงประหลาด บังเอิญว่าพระนางมัลลิกา พระมเหสีทรงทัดทาน การฆ่าสัตว์ครั้งมโหฬารจึงไม่เกิดขึ้นและเป็นผู้ชักจูงพระองค์เข้าสู่พระพุทธศาสนา (ดูประวัติพระนางมัลลิกาประกอบ)

จากหลักฐานดังกล่าวแสดงว่าพระเจ้าปเสนทิโกศลเป็นผู้อุปถัมภ์ทุกศาสนาให้ความสำคัญศาสนาต่าง ๆ ทัดเทียมกัน ต่อเมื่อมานับถือพระพุทธศาสนาน้อมเอาพระรัตนตรัยมาเป็นสรณะเด็ดขาดแล้ว จึงทรงเลิกการกระทำที่เป็นไปเพื่อเบียดเบียนชีวิต และนำเอาหลักคำสอนของพระพุทธศาสนามาเป็นแบบอย่างดำเนินชีวิตมากยิ่งขึ้น

พระนางมัลลิกา เป็นสาวิกาผู้บรรลุโสดาบันตั้งแต่อายุยังน้อย มีศรัทธามั่นคงในพระรัตนตรัย เมื่อมาเป็นมเหสีของพระเจ้าปเสนทิโกศล ย่อมมีอิทธิพลต่อความเชื่อของพระราชสวามีและแนะนำให้หันมานับถือพระพุทธศาสนาในที่สุด

กอปรกับสุทัตตคหบดี เพราะฉะนั้นพระเจ้าปเสนทิโกศลจึงทรงถวายความอุปถัมภ์ดูแลพระพุทธองค์และพระภิกษุสงฆ์อย่างดี พระองค์เองเสด็จเข้าเฝ้าเพื่อกราบทูลถามปัญหาธรรมและฟังพระพุทธโอวาทอยู่เสมอ

เพราะต้องการเป็นญาติทางสายโลหิตกับพระพุทธเจ้า พระเจ้าปเสนทิโกศลจึงเป็นต้นเหตุให้เกิดสงครามล้างโคตรในหมู่ศากยะในเวลาต่อมา ศากยวงศ์ต้องถูกทำลายล้างจนสูญหายไปจากประวัติศาสตร์

เมืองสาวัตถีเป็นศูนย์กลางการเผยแผ่พระพุทธศานาที่สำคัญ รองจากเมืองราชคฤห์ ก็ด้วยการอุปถัมภ์ของพระเจ้าเสนทิโกศลนั่นเอง