Den hellige Athanasius ble født som Abraham (Abraamios) rundt 920 i Trebizond (Trapezunt), dagens Trabzon ved Svartehavet i Nordøst-Tyrkia. Hans foreldre var velstående og opprinnelig fra Antiokia i Syria (i dag Antakya i Tyrkia). Da Abraham mistet foreldrene, ble han først adoptert av en skatteoppkrever og deretter av en general. Han studerte i Konstantinopel, hvor han ble professor. Mens han underviste møtte han den hellige Mikael Maleinos og hans nevø, Nikeforos Fokas, som skulle bli Abrahams beskytter som keiser Nikeforos II (963-69).
En trygg karriere i statsadministrasjonen lå åpen for Abraham, men i stedet mottok han munkedrakten av Mikael Maleinos, som var hegumen (abbed) i et kloster i Kymina i Bitynia i det nordvestre Lilleasia (dagens Tyrkia), og han tok da klosternavnet Athanasius. Kymina var en lavra, det navnet som da var reservert for klostre hvor munkene levde i separate celler gruppert mer eller mindre nært rundt deres kirke og sto under ledelse av en abbed. Athanasius bodde der til rundt år 958. Da abbeden Mikael Maleinos døde, skjønte han at han kom til å bli valgt til ny abbed, så han flyktet for å unngå dette ansvaret.
Han fant til slutt veien til Athosfjellet i Hellas. Der prøvde han å skjule sin identitet og kalte seg Dorotheos, lot som han var uten utdannelse og gjemte seg i en hule nær Karyes. Men han ble snart oppsporet og funnet av agenter for sin venn Nikeforos Fokas, som skulle til å sette i gang en ekspedisjon mot sarasenerne (middelalderens betegnelse på muslimer; det kommer antakelig av et arabisk ord som betyr «de fra øst».) Han overtalte i 960 Athanasius til å komme til Kreta og hjelpe ham med å organisere ekspedisjonen og å støtte den med sine velsignelser og bønner. Athanasius var svært motvillig, men han dro til slutt.
Ekspedisjonen var seierrik, og Athanasius ba om tillatelse til å vende tilbake til Athos. Før han fikk lov til å dra, ble han tvunget til å motta en stor pengesum som belønning for å bygge et kloster for. Dette første regulære klosteret på Athos, som alltid siden har vært en ren monastisk republikk, ble påbegynt våren 961 og kirken to år etter. Det ble viet til Guds høyhellige Mor, men det kalles nå «av St. Athanasius», eller oftest ganske enkelt lavraen, «klosteret», eller Store Lavra. Det eksisterer fortsatt som moderklosteret i den autonome munkerepublikken Athos. Noe av pengene brukte han til å bygge en vannledning fra en kilde tolv kilometer unna.
Da Nikeforos Fokas ble keiser i 963, fryktet Athanasius at han kunne komme til å bli kalt til hoffet, så han flyktet fra Athos til Kypros. Men Nikeforos fant ham igjen og ba ham om å dra tilbake og styre sitt kloster i fred. Han ga også abbeden mer penger, som ble brukt til å bygge en havn for Athos.
Klosteret var av en ny type, såkalt idiorytmisk, hvor alle munkene skulle kunne følge sin egen rytme og sitt eget tempo. Hans håp var at eremitter, vandrermunker og cenobitter alle kunne bo sammen i hans lavra. Ved å adoptere systemet med en lavra for sine munker hadde Athanasius med overlegg reversert politikken til de hellige Basilios den Store og Theodor Studitas og på sett og vis vendt tilbake til den gamle monastiske tradisjonen fra Egypt. Hans munker skulle så «ute av verden» som det var mulig for mennesker. Men den regelen han skrev bygget vesentlig på Theodors regel. Han insisterte på enhet blant munkene (de kranglevorne hadde fått «tonsuren med Satans saks»), på studier og på et asketisk kosthold som hovedsakelig besto av rå grønnsaker og olje. Hans innflytelse var av stor betydning for utviklingen av det bysantinske munkevesenet.
Athanasius ble involvert i store vanskeligheter med de eremittene som hadde vært på Athos lenge før han kom og forståelig nok følte at generasjoner av forgjengere hadde gitt dem en hevdvunnet rett til å ha stedet for seg selv. De motsatte seg at han kom dit og bygde klostre og kirker og havner, påla regler og holdt generell orden. To ganger ble det gjort forsøk på å myrde Athanasius. Keiser Johannes I Tsimiskes (969-76), som hadde kommet på tronen etter å ha myrdet Nikeforos Fokas, grep inn og bekreftet donasjonene og rettighetene som var gitt av forgjengeren. Han forbød motstand mot Athanasius og anerkjente hans autoritet over hele fjellet og dem som bodde der.
Athanasius ble dermed generalsuperior over 58 kommuniteter av eremitter og munker, og det ble grunnlagt enda tre klostre: Vatopedi, som er nummer to i rang av klostrene på Athos etter moderklosteret St. Athanasius, Iviron, nummer tre i rang, som opprinnelig var for munker fra Georgia, men nå er for greske munker, og Esphigmenou, som er nr 18 i hierarkiet på Athos.
I 1003 prekte Athanasius til sine munker for siste gang, iført en kappe som han hadde fått av abbed Mikael. Deretter gikk han for å inspisere de siste byggearbeidene i kirken. Han klatret opp på stillasene i kirkens kor sammen med noen ledsagere. Da ga sluttsteinen (den øverste midtsteinen) i kuppelen plutselig og uten varsel etter, og hele kuppelen raste sammen og drepte fem munker på stedet. Athanasius ble gravd frem tre dager senere, men han var da død.
Athanasius nevnes i preparasjonsdelen av den bysantinske eukaristiske liturgien. Hans minnedag er 5. juli. Han kalles Athanasius av Athos, Athanasius Athonitten eller Athanasius av Trebizond etter fødestedet.
I tidligere tider har det noen ganger vært et par tusen munker på Athos, men i dag er antallet betraktelig redusert.