Rencana untuk melaksanakan konsili dicetus pertama kali oleh Paus Pius IX, yaitu pada 6 Desember 1864, habis penutupan sebuah sidang Konggregasi Liturgi.
Paus Pius IX memaparkan rencananya yakni dengan melihat bahwa keadaan Gereja yang luar biasa parah (adanya rasionalisme yang kuat), sehingga perlu disembuhkan pula dengan sebuah obat luar biasa, yaitu dengan konsili.
Pada 9 Maret 1865 panitia yang terdiri dari lima orang Kardinal yang ditunjuk oleh Paus untuk mempersiapkan konsili itu, mengadakan sidangnya yang pertama di tempat kediaman Kardinal Vikarius, Patrizi.
Sekretaris panitia tersebut, Uskup Agung Gianneli, menyebut suatu alasan lain untuk mengadakan konsili, yakni kenyataan bahwa sejak tiga ratus tahun tidak diadakan suatu konsili.
Pada tanggal 26 Juni 1867, Paus Pius IX secara resmi mengumumkan rencananya yakni akan mengadakan suatu konsili suci, ekumenis dan umum yang akan mengumpulkan uskup-uskup dari segenap umat katolik. Tujuannya ialah lewat diskusi-diskusi dan usaha-usaha bersama menemukan bantuan Tuhan obat-obat yang perlu untuk menyembuhkan penyakit-penyakit yang membebani Gereja.
Satu tahun kemudian, pada 29 Juni 1868, bulla undangan Aeterni Patris yang rumusannya sangat teliti diumumkan.
Tanggal 8 Desember 1869 ditetapkan sebagai hari pembukaan; sidang-sidang akan diadakan di basilik St. Petrus di Roma.
Paus juga menyerukan kepada Gereja-Gereja Timur yang terpisah agar turut ambil bagian dalam konsili ini, namun batrik Konstantinopel mengembalikan surat yang telah diberikan dalam keadaan tertutup.
Sikap yang sama juga diperlihatkan oleh para batrik Armenia, Jakobit, dan Koptis.
Paus juga menyerukan di muka umum kepada semua orang Protestan agar kembali kepada satu kawanan Kristus, namun reaksi mereka jauh lebih negatif daripada orang-orang Timur. Penolakan-penolakan juga datang dari Swiss, Perancis, Negeri Belanda dan Amerika Utara.
Usaha persiapan dan bahan konsili yang telah disusun untuk dibicarakan yakni: komisi De Fide yang membahas soal-soal dogmatis, komisi untuk disiplin gerejani, komisi untuk ordo-ordo religius, komisi untuk Gereja-Gereja Timur dan daerah-daerah misi, komisi untuk soal-soal politik-gerejani, namun dalam diskusi tidak semua hal dibahas karena berbagai pertimbangan. Diskusi hangat yang dibicarakan terutama doktrin mengenai paus yang tak dapat sesat (infallibilitas), telah menjadi pembahasan sebelum konsili dengan berbagai pendapat yang berbeda-beda.
