Atílio nasceu em 162 em Lyon, na França, em uma família nobre e cristã originária de Lázio, na Itália. Desde jovem, ele serviu como diácono na comunidade cristã local. No ano 177, durante a perseguição aos cristãos ordenada pelo imperador Marco Aurélio, a violência atingiu seu ápice. Cristãos de Lyon e Viena foram particularmente perseguidos e mortos. Sobreviventes dessas comunidades escreveram detalhes sobre a perseguição aos cristãos de outras regiões.

Atílio também foi atingido pela perseguição. Os cristãos eram presos e executados sumariamente por sua fé, especialmente os líderes das comunidades. Apesar de ser preso, Atílio, por ser jovem e admirado pelo povo, foi poupado pelo juiz. O juiz pretendia fazê-lo renegar sua fé e apresentá-lo como um "troféu" ao imperador Marco Aurélio. Para isso, submeteu-o a torturas prolongadas, obrigando-o a assistir às torturas e mortes de outros cristãos.

Atílio presenciou o martírio de seu bispo, Fotino, que, mesmo após sofrer terríveis agressões, permaneceu fiel à sua fé, tornando-se um mártir e Santo da Igreja. O juiz também fez Atílio testemunhar o martírio de outros membros da comunidade, que foram chicoteados e lançados às feras no circo. Ao longo de vários dias, Atílio testemunhou a morte de 48 mártires.

Apesar das constantes tentativas do juiz de fazê-lo renegar sua fé cristã, Atílio permaneceu firme. Em 28 de junho, ele foi condenado à morte de maneira especialmente cruel. Foi amarrado a uma cadeira de ferro e queimado vivo no centro do circo, em um espetáculo cruel. À noite, alguns cristãos sobreviventes secretamente recolheram os restos mortais dos mártires e os sepultaram, incluindo os restos do diácono e Santo Atílio.