ท่านได้บรรพชาเป็นสามเณรในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว เดิมอยู่วัดใหม่ในคลองบางขุนเทียนบ้านหม้อ บางตนาวสี แขวงเมืองนนทบุรี ปัจจุบันคือวัดนครอินทร์ จ.นนทบุรี แล้วย้ายไปอยู่วัดสังเวชวิศยารามวรวิหาร และไปเรียนพระปริยัติธรรมในพระราชวังบวรกับอาจารย์อ่อน และโยมบิดาของท่านเอง ซึ่งเป็นอาจารย์บอกหนังสืออยู่ที่พระราชวังบวรดัวยกัน เมื่อพระชนมายุได้ 14 ปี ได้เข้าแปลพระปริยัติธรรมเป็นครั้งแรก แปลได้ 2 ประโยค จึงยังไม่ได้เป็นเปรียญ แต่คนเรียกกันว่า เปรียญวังหน้า[1] ซึ่งมีที่มาของชื่อนี้ว่า ในการแปลพระปริยัติธรรมนั้น ผู้เข้าแปลครั้งแรกต้องแปลให้ได้ครบ 3 ประโยคในคราวเดียว จึงจะนับว่าเป็นเปรียญ ถ้าได้ไม่ครบในการสอบครั้งต่อไป จะต้องเริ่มต้นใหม่ทั้งหมด ครั้งนั้นสมเด็จพระบวรราชเจ้ามหาศักดิพลเสพมีพระประสงค์ที่จะอุปการะภิกษุสามเณรที่เข้าสอบ มิให้ท้อถอย ดังนั้นถ้ารูปใดแปลได้ 2 ประโยค ก็ทรงรับอุปการะไปจนกว่าจะสอบเข้าแปลใหม่ ได้เป็นเปรียญ 3 ประโยค ภิกษุ สามเณร ที่ได้รับพระราชทานอุปการะในเกณฑ์ดังกล่าว จึงได้ชื่อว่า เปรียญวังหน้า
ต่อมา สามเณรสาได้ถวายตัวเป็นศิษย์พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเมื่อทรงผนวชพำนักที่วัดสมอราย (ปัจจุบันคือวัดราชาธิวาสราชวรวิหาร) เนื่องจากได้ยินกิตติศัพท์ว่าทรงปราดเปรื่องเรื่องภาษาบาลีจนหาผู้เทียบได้ยาก เมื่อได้สมัครเป็นศิษย์ ก็ถ่ายทอดความรู้ภาษาบาลีให้สามเณรสา จนกระทั่งเมื่อสามเณรสาอายุได้เพียงแค่ 18 ปีก็สามารถแปลพระปริยัติธรรมได้ถึงเปรียญธรรม 9 ประโยค[2] เป็นที่อัศจรรย์ในความฉลาดปราดเปรื่องยิ่งนัก สมัยนั้นยังแปลพระปริยัติธรรมกันด้วยปากเปล่า (หมายถึงแปลสดให้กรรมการฟัง แล้วแต่กรรมการว่าจะให้แปลคัมภีร์อะไร หน้าเท่าไหร่) เป็นที่โจษจันไปทั่วพระนคร สามเณรสาจึงได้รับพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เป็นนาคหลวงสายเปรียญธรรมรูปแรกในกรุงรัตนโกสินทร์
อุปสมบทเป็นนาคหลวงแล้วสึก
พระองค์ได้อุปสมบท ณ วัดราชาธิวาส เมื่อปี พ.ศ. 2376 โดยมีพระสุเมธมุนี (ซาย พุทฺธวํโส) ซึ่งเป็นพระมอญเป็นพระอุปัชฌาย์ พระวชิรญาณ (พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าฯ) เป็นพระกรรมวาจาจารย์ ได้ฉายาว่า ปุสฺโส นักวิชาการหลายท่านเข้าใจว่าสามเณรสา สอบเปรียญ 9 ประโยค ได้ ณ วัดบวรนิเวศวิหาร ซึ่งไม่ใช่ เมื่อวันที่ 11 มกราคม 2379 หลังจากสอบได้แล้วและอุปสมบทแล้ว ท่านได้ย้ายมาจำพรรษาที่วัดบวรนิเวศวิหารตามพระวชิรญาณภิกขุซึ่งทรงย้ายจากวัดราชาธิวาสมาพำนักที่วัดบวรนิเวศวิหารตามพระราชประสงค์ของพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว พระมหาสา ปุสฺโส จึงเป็นสามเณรนาคหลวงสายเปรียญธรรมรูปแรกที่จำพรรษาอยู่วัดบวรนิเวศวิหาร เพียงแต่ไม่ได้สอบบาลีได้ในสำนักนี้เท่านั้น
ต่อมาเมื่อปี พ.ศ. 2382 พระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงแต่งตั้งท่านเป็นพระราชาคณะที่พระอมรโมลี ต่อมาได้ลาสิกขาไปเป็นฆราวาสอยู่ระยะหนึ่ง
อุปสมบทใหม่อีกครั้ง ที่มาของ พระมหาสา 18 ประโยค
เมื่อพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงลาผนวชและเสด็จขึ้นครองราชย์ มีรับสั่งให้นำนายสา มาเข้าเฝ้า แล้วมีพระราชกระแสรับสั่งถามว่า จะบวชอีกมั้ย นายสาก็กราบบังคมทูลว่า อยากจะบวช พระองค์จึงได้ทรงจัดหาเครื่องอัฐบริขารให้ ท่านจึงได้อุปสมบทครั้งที่ 2 เมื่ออายุได้ 39 ปี ตก พ.ศ. 2394 ณ พัทธสีมา วัดบวรนิเวศวิหาร บางลำพู กรงเทพมหานคร โดยมีกรมหมื่นบวรรังสีสุริยพันธุ์ (ต่อมาคือสมเด็จพระมหาสมณเจ้า กรมพระยาปวเรศวริยาลงกรณ์) เป็นพระอุปัชฌาย์ คราวนี้ได้ฉายาว่า ปุสฺสเทโว ขณะอายุได้ 38 ปี เมื่ออุปสมบทแล้ว ว่ากันว่า ได้ทรงเข้าแปลพระปริยัติธรรมอีกครั้งหนึ่ง และทรงแปลได้หมดทั้ง 9 ประโยค จึงมีผู้กล่าวถึงพระองค์ด้วยสมญานามว่า สังฆราช 18 ประโยค ในคราวอุปสมบทครั้งที่ 2 นี้ พระองค์เป็นพระอันดับอยู่ 7 ปี จึงได้รับแต่งตั้งเป็นพระราชาคณะที่พระสาสนโสภณ เมื่อปี พ.ศ. 2401 รับประราชทานนิตยภัตเสมอพระราชาคณะชั้นเทพ แต่ถือตาลปัตรแฉกเสมอพระราชาคณะชั้นสามัญ[2] คนทั่วไปเรียกกันโดยย่อว่า เจ้าคุณสา
ต่อมา พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงสร้างวัดราชประดิษฐสถิตมหาสีมารามเสร็จเมื่อปี พ.ศ. 2408 ซึ่งเป็นวัดแรกที่ตั้งขึ้นใหม่ของธรรมยุติกนิกายขึ้น แล้วโปรดให้พระสาสนโสภณ (สา ปุสฺสเทโว) ไปดำรงตำแหน่งเจ้าอาวาสวัดราชประดิษฐฯ มีพระภิกษุติดตามจากวัดบวรนิเวศวิหารอีก 20 รูป ครั้งนี้ท่านได้รับพระราชทานตาลปัตรแฉกพื้นแพรเสมอชั้นธรรม[2] และเมื่อปี พ.ศ. 2415 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้โปรดเกล้า ฯ สถาปนาเลื่อนสมณศักดิ์ ขึ้นเป็นพระราชาคณะเจ้าคณะรองที่พระธรรมวโรดม แต่คงใช้ราชทินนามเดิมว่า พระสาสนโสภณที่พระธรรมวโรดม ต่อมาเมื่อปี พ.ศ. 2422 ได้รับสถาปนาเป็นสมเด็จพระราชาคณะที่สมเด็จพระพุทธโฆษาจารย์ เจ้าคณะใหญ่ฝ่ายเหนือ
สมเด็จพระสังฆราช
ปี พ.ศ. 2434 ก็ได้รับพระมหากรุณาธิคุณโปรดเกล้าฯ สถาปนาเป็นสมเด็จพระอริยวงศาคตญาณ สถิต ณ วัดราชประดิษฐสถิตมหาสีมาราม จนตลอดพระชนมชีพ ในปี พ.ศ. 2434 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้า ฯ ได้โปรดเกล้า ฯ สถาปนาเพิ่มอิสริยยศให้เป็นพิเศษกว่าสมเด็จพระราชาคณะแต่ก่อนมา คือทรงสถาปนาให้เป็นสมเด็จพระอริยวงศาคตญาณ นับว่าเป็น พระมหาเถระรูปที่ 2 ที่ได้รับสถาปนาในพระราชทินนามนี้ อันเป็นพระราชทินนามสำหรับตำแหน่งสมเด็จพระสังฆราช เมื่อพระองค์ได้รับสถาปนาเป็นสมเด็จพระสังฆราช เมื่อปี พ.ศ. 2436 พระองค์ไม่ได้รับพระราชนามพระสุพรรณบัฏใหม่ คงใช้พระสุพรรณบัฏเดิม แต่ได้รับพระราชทานใบกำกับพระสุพรรณบัฏใหม่ และมีฐานานุศักดิ์ ตั้งฐานานุกรมได้ 16 ตำแหน่ง (ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องที่พิเศษ เพราะปกติจะมี 15 ตำแหน่งเท่านั้น)
สมเด็จพระอริยวงศาคตญาณ (สา ปุสฺสเทโว) สมเด็จพระสังฆราช สกลมหาสังฆปริณายก เป็นสมเด็จพระสังฆราชพระองค์ที่ 9 แห่งกรุงรัตนโกสินทร์