Atenodoro vivió durante el reinado del Emperador Diocleciano (284-305), y era de Siria de Mesopotamia. A edad temprana se hizo monje.
Tras ser acusado de cristiano por el Gobernador Eleusio, y habiendo confesado a Cristo, fue atado entre dos pilares y le quemaron todos los miembros de su cuerpo con antorchas encendidas. Luego le colocaron bolas de hierro incandescentes bajo las axilas y le clavaron en la nariz ganchos de hierro. Después fue colocado sobre una parrilla de cobre ardiendo que, al contacto con el Santo, se enfrió completamente. Tras esto lo metieron en un toro de cobre incandescente, pero el Santo fue preservado indemne por un Ángel divino. También fue preservado de otros tormentos, lo que atrajo a 50 paganos a Cristo, y más tarde a otros 30.
Finalmente Atenodoro fue condenado a ser decapitado. Su verdugo quedó paralizado cuando iba a cortarle la cabeza a Atenodoro y cayó muerto con su espada. Como nadie se atrevía a acercarse al Santo, este oró y, de esa manera, entregó su alma en manos de Dios, recibiendo la corona del martirio.