Han var pave i næsten 22 år af kejser Konstantins regeringstid (306-337)en periode, hvor Kirken udviklede sig dramatisk, men han synes ikke at have spillet nogen betydningsfuld rolle i de store begivenheder, der fandt sted. Han deltog ikke i det første koncil i Arles (314), hvor 50 vestlige biskopper fordømte "donatismen" og han var heller ikke tilstede på det første økumeniske koncil i Nikæa 325, hvor der deltog 300 biskopper for at løse det arianske spørgsmål. På mødet blev det fastslået, at Jesus som Kristus, Guds søn, var af samme væsen som Gud selv. Dette i modsætning til Arianismen, en trosretning opkaldt efter præsten Arios, ifølge denne var Jesus som Kristus, Guds søn af et andet væsen end Gud selv, sønnen var underordnet faderen. På kirkemødet vedtog man også den nikæanske trosbekendelse vendt mod arianerne. Han fik indført søndagen som helligdag til erindring om genopstandelsen.

Selv om Silvestro ikke var kejserens fortrolige, hvde han den tilfredsstillelse at se at Kirken blev rigere og forskønnet gennem Konstantins fyrstelige gavmildhed. I hans tid blev S. Pietro, S. Paolo, S. Giovanni in Laterano og S. Croce in Gerusalemme grundlagt.

Senere generationer fandt det usandsynligt, at paven skulle have spillet en så ubetydelig rolle i forhold til den første kristne kejser, så i anden halvdel af 400-tallet blev der spredt en romantisk version af Silvestros liv, med en række historier om at han omvendte Konstantin, helbredte ham for pest og medvirket til hans dåb. I SS. Quattro Coronati findes der en pragtfuld fresko serie med scener fra "kejser Konstantins og S. Silvestros liv".

Denne legende blev udgangspunkt for den såkaldte Konstantin Gave "Donatio Constantina", et forfalsket dokument fra mellem 750 og 850. Dokumentet hævder, at Konstantin overdrager ledelsen af Kirken og dens ejendomme, samt den verdslige magt og myndighed over byen Rom, de vestlige regioner til Silvestro og hans efterfølgere. Dermed blev middelalderpavernes herskerkrav underbygget. Dokumentet blev først afsløret som et falsum i 1500-tallet og Kirken tog først afstand fra det i slutningen af 1800-tallet.

Pave Silvestro I er den første pave, der bærer den pavelige tiara. I hans pavedømmet bliver i 315 de første kristne symboler afbildet på de romerske mønter. I 318 blev de kirkelige domstole sidestillet m ed de verdslige og Kirkens arveret officielt anerkendt. Fra 323 overtog de kristne statens højeste embeder. Silvestro I døde på årets sidste dag i 335 og han blev gravsat i den kirke han havde fået bygget oven på S. Priscilla-katakomben. I 761 blev hans relikvier overført til S. Silvestro al Quirinale, hvorfra ovenstående billede er hentet.