สมเด็จพระอริยวงศาคตญาณ นามเดิมของท่านว่า อู่ ส่วนประวัติชั้นบวชเรียนและเปรียญนั้นไม่ทราบว่าเป็นอย่างไร ไม่ได้ความปรากฏ กล่าวกันว่าท่านเป็นผู้ฉลาดสามารถในพระปริยัติธรรมเป็นเปรียญธรรม 9 ประโยค ถึงปีเถาะ พ.ศ. 2374 วันพฤหัสบดีขึ้น 5 ค่ำ เดือน 8 ทรงตั้งเป็นพระราชาคณะผู้ใหญ่ที่พระธรรมไตรโลก มีสำเนาที่ทรงตั้งดังนี้ "ให้เลื่อน พระราชกระวี เป็นพระธรรมติโลกาจารย์ ญาณวิสารทนายก ติปิฏกธรา บวรสังฆาราม คามวสี สถิต ณ วัดเกาะวรวิหาร พระอารามหลวง"

ครั้งถึงปีเถาะ พ.ศ. 2386 เมื่อทรงบูรณะวัดสุทัศนเทพวรารามเสร็จแล้ว โปรดให้อาราธนามาเป็นอธิบดีสงฆ์วัดสุทัศน์ฯ เป็นองค์แรกจึงทรงเลื่อนเป็นพระพิมลธรรม คราวเดียวกับทรงตั้งสมเด็จพระอริยวงษญาณ สมเด็จพระสังฆราช (นาค) มีสำเนาที่ทรงตั้ง ดังนี้ "ให้พระธรรมไตรโลก เป็นพระพิมลธรรม อนันญาณนายก ติปิฏกธรา มหาคณฤศร บวรสังฆาราม คามวาสี สถิตในวัดสุทัศนเทพธารามอาวาศวรวิหาร พระอารามหลวง ทรงตั้งวันพุธ แรม 11 ค่ำ เดือน 6 ปีเถาะพุทธศักราช 2386"