Après avoir étudié la rhétorique à Constantinople, puis à Athènes, il rentre en 356 à Césarée et adopte bientôt la vie monastique. Il rédige alors des recueils d'instructions, ou Règles, dont s'inspireront les deux législateurs du monachisme d'Occident, Cassien et saint Benoît. Élu évêque de Césarée en 370, il se trouve confronté à la secousse provoquée par l'arianisme et travaille à restaurer l'unité de la foi, aux côtés de son frère Grégoire de Nysse et de son ami Grégoire de Nazianze.