Figlio dell'orafo lucchese Paolino Batoni e Chiara Sesti, Pompeo si trasferì a Roma nel 1727. Attraversò dapprima un periodo di formazione, presso la bottega di Francesco Ferdinandi, trascorso per lo più a copiare le opere di Raffaello e Annibale Carracci.
Ancora più importanti come mecenati furono i conti Cesare Merenda e Giuseppe Merenda di Forlì, che, negli anni Quaranta del secolo gli commissionarono almeno una trentina di dipinti, fra i quali: Marchesa Merenda in veste di Flora (1740), Sacra Famiglia (1741-1742), Santa Maria Maddalena, la serie degli Apostoli, quali San Pietro, Sant'Andrea, San Giacomo Maggiore, San Giacomo Minore, San Bartolomeo, San Tommaso.
Fu in questi anni che l'artista si specializzò nei ritratti, un genere assai remunerativo visto l'alto numero di nobiluomini stranieri di passaggio a Roma per il Grand Tour. Batoni si conquistò così la fama internazionale di miglior pittore italiano, grazie soprattutto ai committenti che provenivano dall'Inghilterra e dall'Irlanda.
In queste opere e nei numerosi dipinti allegorici e mitologici da lui prodotti, Batoni si mostra un artista composto e già tendente al neoclassicismo. Ricordata dalle fonti coeve è la sua rivalità con Anton Raphael Mengs.
Dal 1759 in poi, il Batoni visse in una grande casa in via Bocca di Leone a Roma. Colpito da apoplessia, morì il 4 febbraio 1787 e venne sepolto nella chiesa di San Lorenzo in Lucina[1], dove è sepolto anche Nicolas Poussin.
Ebbe due mogli. Nel 1730 si sposò a Roma con Caterina, la figlia del custode della Farnesina, da cui ebbe cinque figli e che morirà nel 1742. Cinque anni dopo si sposò nuovamente con Lucia Fattori da cui ebbe altri sette figli.
Si segnala una singolarissima ed unica committenza effettuata per la Chiesa dei Conti Antonelli a Brugnetto di Senigallia, dove l'artista ritrae due ovali su ardesia, unico esempio conosciuto al mondo del Batoni, i Principi della Chiesa:il cardinale "Zio" (Nicola Antonelli 1761) e il cardinale "Nepote" (Leonardo Antonelli 1776).
Nel Duomo di Chiari sono conservati L'Immacolata Concezione detta anche Incoronazione della Vergine(1750)[4] e La Vergine col Bambino, san Giacomo maggiore, san Girolamo e san Filippo Neri (1780) [5].
A Brescia, nella chiesa di Santa Maria della Pace, la pala d'altare è una sua Presentazione di Gesù al tempio (1737) donata ai padri filippini dal vescovo di Brescia, card. Angelo Maria Querini[6]. Nella stessa chiesa è presente in un altare laterale un altro dipinto di Batoni, San Giovanni Nepomuceno davanti alla Vergine.
All'Ermitage di San Pietroburgo sono conservate diverse opere di Batoni. In particolare: Teti affida a Chirone l'educazione di Achille (1768), La continenza di Scipione (1768), la Sacra Famiglia (1777), Ritratto del Principe Alessandro B. Kurakin e Allegoria della lascivia[7]
Nel 2013, una sua opera, Susanna e i vecchioni, è stata battuta da Sotheby a più di 11 milioni di dollari.[8]
Maurilio Lovatti, L'Assunta di Giacomo Zoboli, in: M. Bonetti, M. Lovatti, La chiesa vecchia dell'Assunta nel quartiere Chiesanuova a Brescia, Brescia, 2022, pp. 25-33, alla p. 28
Tatiana Bushmina, Eighteenth Century Italian Painting of the Roman School in the Hermitage Collection, in: E. Borsellino, V. Casale (ed.), Roma e il tempio del gusto. La pittura del Settecento romano e la sua diffusione a Venezia e Napoli, Edifir, Firenze, 2001, pp. 13-29, alle pp. 25-28
Onofrio Boni, Elogio di Pompeo Girolamo Batoni, Roma, Pagliarini, 1787.
Luisa Marcucci, Pompeo Batoni a Forlì in «Emporium» 99, pp.95–105, 1944.
John Steegman, Some English portraits by Pompeo Batoni in «The Burlington Magazine» 88, pp.55–63, 1946.
Lorenza Cochetti, Pompeo Batoni ed il neoclassicismo a Roma in «Commentari» 3, pp.274–290, 1952.
Roberta Chyurlia, Pompeo Batoni o del classicismo Settecentesco in «Emporium» 59, pp.56–67, 1953.
Anthony M. Clark, Some early subject pictures by P. G. Batoni in «The Burlington Magazine» 101, pp.232–236, 1959.
Id., Batoni's "Triumph of Venice" in «North Carolina Museum of Art bulletin», 4, pp.5–12, 1963.
Harley Preston, Two portraits by Pompeo Batoni in «Annual bulletin of the National Gallery of Victoria» 6, pp.11–19, 1964.
Isa Belli Barsali, s.v. Pompeo Girolamo Batoni in «Dizionario Biografico degli Italiani» VII, Roma 1965.
Tadeusz Stefan Jaroszewski, I quadri di Pompeo Batoni in Polonia in «Bulletin du Musée National de Varsovie» 7, pp.97–113, 1966.
Isa Belli Barsali, Aggiunte al Batoni in «Paragone» 18, pp.74–78, 1967.
Mostra di Pompeo Batoni catalogo della mostra a cura di Isa Belli Barsali; in appendice il carteggio del Batoni dell'Archivio di Stato di Lucca, Lucca, Azienda Grafica Lucchese, 1967.
Carlo L. Ragghianti, Batoni: pittore storico in «Critica d'arte» 14, pp.42–48, 1967.
Cecilia Pericoli Ridolfini, Un autoritratto di Pompeo Batoni al Museo di Roma in «Bollettino dei musei comunali di Roma» 15, pp.1–6, 1968.
Anthony M. Clark, Pompeo Batoni's Cardinal Rochechouart in «Museum Monographs» 3, pp.9–22, 1974.
Id., Batoni's professional career and style in Studies in Italian art and architecture, 15th through 18th centuries a cura di Henry A. Millon, pp.323–337, Roma, Edizioni dell'Elefante 1980.
Manuela B. Mena Marqués, Dibujos de Pompeo Batoni en el Museo del Prado in «Boletín del Museo del Prado» 4, pp.156–161, 1983.
Anthony M. Clark, Pompeo Batoni, Oxford, Phaidon 1985.
Edgar Peters Bowron, Le Portrait de Charles John Crowle par Pompeo Batoni (1708 - 1787): les "Dilettanti" et le "Grand Tour" in «Revue du Louvre» 35, pp.25–31, 1985.
Liliana Barroero, s.v. Pompeo Batoni in La pittura in Italia. Il Settecento a cura di Giuliano Briganti, vol. II, pag. 515, Milano, Electa, 1990.
Giancarlo Sestieri, Repertorio della pittura romana della fine del Seicento e del Settecento, Torino, Allemandi, 1994.
Christopher M.S. Johns, That amiable object of adoration: Pompeo Batoni and the Sacred Heart in «Gazette des beaux-arts» 132, pp.19–28, 1998.
Sergio Benedetti, Un ritratto inedito di Pompeo Batoni ed alcune notizie sulla sua committenza in Studi di storia dell'arte in onore di Denis Mahon a cura di Maria Grazia Bernardini, Silvia Danesi Squarzina e Claudio Strinati, pp.361–365, Milano, Electa 2000.
Stefano Susinno, Alle origini della pittura neoclassica: la competizione per il primato tra Batoni e Mengs in «Bollettino dei Musei Comunali di Roma» 15, pp.5–24, 2002.
Pier Paolo Quieto, Pompeo Girolamo de' Batoni. L'ideale classico nella Roma del Settecento, Roma, Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato, 2007.
Francesco Petrucci, Pittura di Ritratto a Roma. Il Settecento, 3 voll., Andreina & Valneo Budai Editori, Roma 2010, ad indicem
Liliana Barroero e Fernando Mazzocca (a cura di), Pompeo Batoni 1708 – 1787. L'Europa delle Corti e il Grand Tour, catalogo della mostra tenutasi a Lucca presso il Palazzo Ducale dal 6 dicembre 2008 al 29 marzo 2009, Milano, Silvana Editoriale, 2008. ISBN 978-88-366-1175-1
Francesca Centurione, Scotto Boschieri, Un tea con Batoni, Lucca, Maria Pacini Fazzi, 2008.
Liliana Barroero, Mengs, Batoni e Stanislao Augusto di Polonia: una controversia “regale” ne Il Settecento e le Arti. Dall'Arcadia all'Illuminismo. Nuove proposte tra le corti, l'aristocrazia e la borghesia – Atti del Convegno Internazionale di Studi (Roma, 23– 24 novembre 2005) a cura di Elisa Debenedetti e Andreina Griseri, pp.203–215, Roma, 2009.
Intorno a Batoni atti del convegno internazionale, Roma, 3 e 4 marzo 2009 / Comitato Nazionale del III Centenario della Nascita di Pompeo Batoni, a cura di Liliana Barroero, Lucca, Edizioni Fondazione Ragghianti Studi sull'Arte 2009.
Alberto Macchi, Pompeo Batoni e il Sacro Cuore di Gesù: Monologo teatrale, Colosseo Editoriale, Roma 2006 (prefazione di Casimiro Przydatek S.J.). ISBN 8890240202