Nacque nella città armena di Melitina vicino al fiume Eufrate intorno al 377 da genitori nobili e rispettabili. Figlio unico, nato dopo le preghiere di sua madre Dionisia, che ebbe una visione celeste della nascita di Eutimio. Ascetizzò fin da giovane, prima vicino alla sua città natale, e dopo aver visitato Gerusalemme nel ventinovesimo anno di vita, nel deserto tra Gerusalemme e Gerico, chiamato Faraone. Riempì i suoi giorni e le sue notti con la preghiera, la contemplazione interiore, la contemplazione e l'ascesi corporea. Attorno a lui si radunarono molti discepoli, alcuni dei quali divennero famosi santi: Kiriak l'Eremita, Sava il Consacrato, Teoctista e altri. Per dono di Dio fu un grande taumaturgo: scacciò i demoni, guarì da gravi malattie, portò l'acqua nel deserto, moltiplicò il pane, profetizzò. Insegnò ai monaci ad essere diligenti, dicendo: "Se mangi il tuo pane senza fatica, significa che mangi il lavoro degli altri". Quando alcuni fratelli più giovani volevano digiunare più di altri, proibiva loro di venire alla tavola comune per non essere orgogliosi del loro digiuno più grande. Disse anche che non era bene che il monaco si spostasse da un luogo all'altro, perché: "L'albero che viene spesso trapiantato non porta frutto". Chi vuole fare del bene può farlo dove si trova. Diceva dell'amore: "Ciò che è il sale del pane è l'amore delle altre virtù". La prima settimana di Quaresima è stata trascorsa nel deserto e lì è rimasto in silenzio e contemplazione fino a prima di Pasqua. Durante la sua vita fu creato vicino a lui un enorme alloro, che per secoli fu riempito di monaci come un alveare. Il suo ultimo comandamento fu di mantenere l'ospitalità nel monastero e la porta del monastero che non venisse mai chiusa. Morì all'età di novantasette anni. Ai funerali era presente anche il Patriarca di Gerusalemme Anastasio. Il patriarca aspettò tutto il giorno che la massa immensa di persone baciasse il santo e anche la sera riuscì a cantarlo. Il settimo giorno dopo la sua morte, sant'Eutimio apparve al suo discepolo Domeziano, tutto luminoso e gioioso. Il venerabile Eutimio era davvero il figlio della luce. Morì nel 473.