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Mariano Pierbenedetti étudie au Colegio Romano. Il reçoit notamment l'abbaye de Triglio, le prieuré du chapitre de Camerino et un canonicat au chapitre de l'église de S. Angelo in Pescheria à Rome. Avec les futurs cardinaux Agostino Valeri et Ottavio Bandini, il fonde la confrérie de SS. Nunziata.
Le cardinal Pierbenedetti est nommé préfet de la Congrégation des Consulta, superintendant des affaires politiques et militaires des États pontificaux et préfet de la Congrégation pour les inondations des légations de Ferrare, Bologne et Romagne.