Girolamo nacque a Isola (diocesi di Sora, Lazio) il 23 marzo 1622, della nobile famiglia bolognese dei duchi di Sora.
Era pronipote del cardinal Filippo Boncompagni, nipote del cardinal Francesco Boncompagni e zio del cardinal Giacomo Boncompagni, pure lui arcivescovo di Bologna nel 1690.

Avviato alla carriera ecclesiastica ricevette una prima educazione presso lo zio Francesco Boncompagni, arcivescovo di Napoli.
Si perfezionò nelle lingue latina e greca e in storia antica per poi ottenere un dottorato in utroque iure.

Dal 1642 fu a Roma dove nel 1647 divenne prelato pontificio, relatore della congregazione del Buon Governo e referendario della Segnatura Apostolica.
Il 2 ottobre 1648 fu nominato segretario della congregazione dei Riti.

Nel 1651 fu nominato arcivescovo di Bologna con dispensa pontificia per non aver ancora raggiunto l'età canonica.

Fu consacrato l'anno seguente nella chiesa del monastero di santa Marta a Roma, dal cardinal Niccolò Albergati-Ludovisi, arcivescovo di Bologna, assistito da mons. Ranuccio Scotti Douglas, vescovo di Borgo San Damiano, e da mons. Carlo Carafa della Spina, C.R., allora vescovo di Aversa.

Nel 1660 papa Alessandro VII, lo richiamò presso la Santa Sede come prefetto del Palazzo Apostolico e governatore di Castelgandolfo.

Lo stesso pontefice lo creò cardinale nel concistoro del 14 gennaio 1664.
L'11 gennaio seguente ricevette la berretta rossa con il titolo di cardinale presbitero dei santi Marcellino e Pietro.
Prese parte ai conclavi del 1667 che vide l'elezione di papa Clemente IX, del 1669-1670 di Clemente X e del 1676 di Innocenzo XI.

Morì nella sua sede vescovile il 24 gennaio 1684 e fu sepolto nella cattedrale, di fronte alla cappella di san Rocco, dove trovò pure sepoltura il suo nipote Giacomo Boncompagni.

(Dati e immnagini desunti da "cathopedia - l'Enciclopedia Cattolica)