Ingresó en el seminario de Varsovia en 1965 (al frente de la diócesis se encontraba el cardenal primado Stefan Wyszynski) y realizó el servicio militar en un Ejército muy marcado entonces por el comunismo y el anticlericalismo. Fue ordenado por el cardenal Wyszynski en 1972 y comenzó su labor pastoral. Pronto se vinculó al movimiento pro-vida (el aborto en la Polonia comunista era muy elevado). En 1980 se organizó el sindicato libre “Solidaridad” (“Solidarnosc”) frente al régimen comunista, cuyo líder principal sería Lech Walesa. Los sindicalistas, en huelga contra el gobierno, solicitaron la celebración de la Santa Misa, pero ante la negativa temerosa de los sacerdotes de la parroquia de San Estanislao de Kostka en Varsovia a la que acudían muchos y en la que residía el P. Popieluszko, éste se ofreció a hacerlo. Empezó así su acción pastoral entre los obreros del sindicato. El nuevo movimiento obrero, así como otras iniciativas sociales libres vinculadas a él, hicieron tambalearse al régimen y en 1981 el general Jaruzelski implantó la ley marcial para afianzar el comunismo.
Las “Misas por la Patria” del P. Popieluszko con la afluencia de numerosos obreros y de otras muchas personas y sus sermones en los que hablaba de la verdad, la honestidad y el amor se convirtieron en un elemento a batir por el gobierno comunista de Jaruzelski, que veía un peligro en todo ello. En estas Misas se rezaba por los sindicalistas detenidos, se leían poemas patrióticos y el joven sacerdote hablaba también de la verdadera libertad, de la justicia y del nuevo Papa polaco (San Juan Pablo II), que desde 1979 repetía: “no tengáis miedo”. Además, el P. Popieluszko visitaba a los encarcelados, confesaba a los huelguistas y ejemplificaba que el obrero polaco estaba con Dios. Organizó las peregrinaciones de los obreros de Nowa Huta (la nueva ciudad atea de los comunistas) al santuario de Jasna Gora en Czestochowa, donde se venera a la Virgen como Patrona de Polonia. La idea era promover una gran peregrinación nacional de todo el mundo obrero polaco a ese lugar. Evidentemente, estas actividades resultaban un peligro para el régimen comunista y comenzó a ser observado por la policía secreta y los servicios de información: vinieron las acusaciones y difamaciones, los arrestos, las amenazas, etc. En la primera mitad de 1984 fue detenido una vez e interrogado hasta trece. Se negó a marchar a Roma, como se le sugirió, alegando que no podía abandonar a su pueblo en aquella situación. Para el régimen era un fanático y un ejemplo de clericalismo militante, pero para el pueblo católico y los obreros era un pastor sabio y valiente, convencido de que debía “vencer al mal con el bien” (frase de San Pablo que se convirtió en su lema y repetía insistentemente).
El 19 de octubre de 1984, después de celebrar la Santa Misa, fue secuestrado por tres agentes de los servicios secretos del Estado: lo sacaron del coche, le dieron una paliza a golpes hasta la muerte y arrojaron su cuerpo a las aguas heladas del río Vístula. El cuerpo destrozado y mutilado fue encontrado días después en el lago artificial de Wloclawek, a unos 100 km. al norte de Varsovia, y los asesinos reconocieron en un simulacro de juicio haberle dado muerte (e incluso ya antes del juicio); rápidamente fueron amnistiados. Sin embargo, su muerte causó un profundo impacto social y a sus funerales acudieron más de 300.000 polacos, lo cual constituyó un acto de desafío al régimen comunista. Ese día, el 3 de noviembre, el líder sindicalista Lech Walesa dijo ante la multitud: “Solidaridad vive porque Popieluszko derramó su sangre por ella”. Cinco años después, el sindicato forzaba la caída del sistema comunista en Polonia. El papa San Juan Pablo II, a quien se debe en gran medida el hundimiento del comunismo en todo el este de Europa, siempre mostró un profundo aprecio a la figura del P. Popieluszko.
La tumba del padre Popieluszko, junto a la iglesia donde celebraba las “Misas por la Patria”, es desde entonces una meta de peregrinaciones de millones de personas, llegadas no sólo de Polonia. Fue beatificado el 6 de junio de 2010 en Varsovia y asistieron unos 140.000 fieles, 1.600 sacerdotes y 100 obispos. Entre los asistentes estaba la madre del mártir, Marianna, con cien años de edad, que declaró estar muy feliz. En palabras suyas, “la muerte de Jerzy fue para mí el dolor más grande, pero no juzgo a nadie. Dios juzga. La alegría más grande será para mí cuando las personas que mataron a Jerzy se conviertan”. Actualmente se encamina a ser declarado santo.