Atanazy urodził się w 295 r. w Aleksandrii. Jak można wnosić z jego pism oraz z imienia jego brata, Piotra, który po nim zasiadł na stolicy aleksandryjskiej, Atanazy był z pochodzenia Grekiem. Posiadał wszechstronne wykształcenie. Jego młodość przypadła na krwawe prześladowanie Dioklecjana i Galeriusza. Miał dosyć okazji podziwiać męstwo męczenników oddających swoje życie za Chrystusa nieraz wśród najwyszukańszych tortur.
W młodym wieku podjął życie w odosobnieniu na pustyni egipskiej, gdzie spotkał św. Antoniego Pustelnika, swego mistrza. Za rządów św. Aleksandra Atanazy w 319 r. został wyświęcony na diakona i pełnił przy biskupie urząd jego sekretarza. Jako autor listu św. Aleksandra do biskupów, w którym błędy Ariusza poddał szczegółowej analizie i krytyce, został zaproszony na Sobór Nicejski (325), na którym zajaśniał niezwykłą wymową i wiedzą teologiczną tak dalece, że można powiedzieć, iż przyczynił się w głównej mierze do potępienia przez ojców soboru Ariusza. Cesarz Konstantyn I Wielki skazał herezjarchę na wygnanie.
Po śmierci biskupa Aleksandra jego następcą został wybrany Atanazy (328). Od samego początku jego pasterzowaniu towarzyszyły wielkie wyzwania. Cesarz Konstantyn odwołał bowiem z wygnania Ariusza i jawnie zaczął sprzyjać jego zwolennikom. Dla umocnienia wiernych swojej diecezji Atanazy rozpoczął uciążliwą wizytację od Assuanu po Tebaidę. W Tabennesi powitał go serdecznie św. Pachomiusz. W tym czasie przeciwnicy Atanazego oskarżyli go przed cesarzem, że objął stolicę aleksandryjską, nie mając jeszcze wieku kanonicznego, a ponadto że popiera przeciwników politycznych cesarza. Atanazy udał się więc do Nikomedii, gdzie wtedy urzędował cesarz, i zbił wszystkie zarzuty przeciwników. Cesarz żegnał go z wielkimi honorami (332).
Przeciwnicy ponownie oskarżyli Atanazego, tym razem o to, że przyczynił się do potajemnego zamordowania ariańskiego biskupa Arseniusza. Kiedy Atanazy zażądał kategorycznie sądu, zorganizowano go na synodzie w Cezarei Palestyńskiej, gdzie została wykazana niewinność Atanazego. Z tej okazji cesarz Konstantyn wystosował nawet do Atanazego list pochwalny.
Ariusz dzięki poparciu cesarza zdołał w tym czasie pozyskać bardzo wielu biskupów na Wschodzie. Sześćdziesięciu z nich zebrało się na synodzie w Tyrze (335). Atanazy omalże nie został na miejscu zabity. Ratował się ucieczką, ale cesarz skazał Atanazego na banicję do Trewiru w Galii. Daremnie w obronie Atanazego pisał do cesarza listy św. Antoni Pustelnik. Dopiero śmierć cesarza w 337 r. przywróciła udręczonemu obrońcy Kościoła wolność.
Wrogowie ponownie wnieśli przeciwko Atanazemu skargę, tym razem do papieża, św. Juliusza I, o to, że nieprawnie objął stolicę biskupią. Atanazy zwołał wówczas synod do Aleksandrii, który wykazał jego niewinność. Przeciwnicy, korzystając z poparcia cesarza ariańskiego, Konstansa I (337-350), wymogli depozycję Atanazego; na jego miejsce wszedł biskup ariański, Grzegorz. Atanazy ponownie musiał ratować się ucieczką (338). Udał się wówczas do Rzymu. Papież św. Juliusz I zwołał dla rozpatrzenia sprawy synod do Rzymu. Wobec zebranych 50 biskupów została ponownie wykazana niewinność Atanazego. Papież wystosował list do biskupów Egiptu, Grzegorza obłożył klątwą i zdjął z urzędu (340). Cesarz poparł papieża i wydał zarządzenie namiestnikowi Egiptu, aby Atanazego przyjął z należnymi mu honorami. Kiedy ten powrócił na swoją stolicę, witały go takie tłumy, że - jak pisze św. Grzegorz z Nazjanzu - przypominało to wylew Nilu. Czterdziestu biskupów Egiptu złożyło mu homagium (346).
Znów niestety Atanazy nie zaznał pokoju. Cesarz Konstancjusz II przeszedł jawnie na stronę arian. Zwołał synody w roku 353 do Arles (Francja), a w roku 355 do Mediolanu (Włochy), na którym potępiono uchwały Soboru Nicejskiego I z roku 325 i potępiono również Atanazego. Cesarz nalegał, by papież, św. Liberiusz I, uczynił to samo. Kiedy zaś ten wyraził stanowczy sprzeciw, także papieża skazał na wygnanie jako heretyka. Atanazy był właśnie wraz ze swoim klerem w katedrze, kiedy wszedł do niej wysłannik cesarski i ogłosił jego depozycję. Atanazy usunięty siłą przez 6 lat ukrywał się wśród znajomych i mnichów na pustyni. W miejsce Atanazego wybrano ariańskiego biskupa Jerzego. W czasie pobytu na pustkowiu wśród oddanych mu mnichów Atanazy napisał dwie apologie do cesarza Konstansa II: jedną w obronie Kościoła przeciwko arianom, drugą zaś w obronie własnej. Napisał także Historię arian.

Po śmierci Konstancjusza II tron objął Julian Apostata. Na początku swoich rządów wydał dekret o uwolnieniu z więzień i banicji wszystkich prawowitych biskupów. Atanazy powrócił więc na swoją stolicę. Niebawem jednak cesarz zaczął jawnie sprzyjać poganom, a prześladować chrześcijan. Zachował się list Juliana Apostaty do namiestnika Egiptu, Egicjusza, z nakazem usunięcia Atanazego nie tylko ze stolicy biskupiej, ale i z Egiptu. Ponownie więc biskup musiał ratować się ucieczką. Cesarz jednak uwikłał się w wojnę z Persami. Przegrał ją i podczas niej zginął. Jego następca, Jan, był szczerze oddany katolikom. Atanazy po raz czwarty wrócił do Aleksandrii. Niestety, po roku umarł cesarz Jan. Po raz piąty Atanazy dekretem cesarskim został zmuszony opuścić swoją owczarnię. Tym razem jednak lud stanowczo opowiedział się za swoim pasterzem i zmusił cesarza do odwołania wyroku banicji. Cztery lata później, w nocy z 2 na 3 maja 373 r. Atanazy zmarł. Św. Grzegorz z Nazjanzu wygłosił ku jego czci wspaniałą mowę. Św. Bazyli nazwał go jedynym obrońcą Kościoła w czasach, kiedy szalał arianizm. Na Soborze Konstantynopolitańskim II (553) wobec papieża św. Wigiliusza zaliczono św. Atanazego do nauczycieli Kościoła. We wszystkich obrządkach obchodzi się jego doroczne święto, chociaż w różnych dniach. Atanazy pozostawił po sobie traktaty. W "Żywocie św. Antoniego" dał podwaliny pod koncepcje życia zakonnego.
Św. German I (VII/VIII w.) przeniósł ciało św. Atanazego do kościoła Mądrości Bożej (Hagia Sofia) w Konstantynopolu w czasie najazdu Arabów. Król Baldwin w XII w. podarował ramię Świętego mnichom z Monte Cassino, a jego ciało przeniesiono do kościoła benedyktynek w Wenecji. Od 1806 roku relikwie Atanazego znajdują się w kościele św. Zachariasza. Jego czaszka znajduje się w opactwie benedyktynów w Valvanera, natomiast w rzymskim kościele pw. św. Atanazego znajduje się część jego ramienia.

W ikonografii (zachodniej) św. Atanazy przedstawiany jest w stroju biskupa rytu łacińskiego lub ortodoksyjnego. Czasami jako kardynał albo mnich. Jego atrybutami są: łódka, rylec, zwój. Na Wschodzie przedstawiany jest w bizantyjskich szatach biskupich z dużymi krzyżami. W obu dłoniach trzyma Ewangelię. Ma szeroką, siwą brodę i łysinę czołową. Często towarzyszy mu św. Cyryl, arcybiskup aleksandryjski.