Pulcheria urodziła się 19 stycznia 399 r. w Konstantynopolu jako jedno z pięciorga dzieci cesarza Arkadiusza. Po śmierci ojca, matki i siostry została oddana na wychowanie pod opiekę eunucha, Antiocha, dzięki któremu otrzymała wszechstronne wykształcenie. Władała doskonale nie tylko językiem greckim, ale również łacińskim.
14 lipca 414 r. jej brat, Teodozjusz, został cesarzem. Natychmiast do współrządów powołał Pulcherię i nadał jej tytuł Augusty (cesarzowej). W senacie umieszczono jej popiersie obok popiersia cesarza. Odtąd dzieliła z bratem rządy, wywierając na niego przemożny, ale też i dobroczynny wpływ. Z jej inicjatywy wyszły dekrety przeciwko montanistom i eunomianom (415), a potem przeciwko nestorianom (429). Wydała także ustawę zabraniającą poganom przyjmowania publicznych urzędów i stanowisk państwowych (416). Hierarchii Kościoła okazywała wielki szacunek, wspierała kościoły i klasztory. Złożyła ślub dozgonnej czystości, składając na odpowiednim dokumencie własnoręczny podpis. Skłoniła do tego samego również dwie swoje siostry. Oddawała się w wolnym czasie pilnie studiom Pisma świętego, modlitwie i dziełom miłosierdzia. Jej osobistą zasługą było to, że stosunki pomiędzy Rzymem a Konstantynopolem ułożyły się bardzo pomyślnie. Korespondowała z papieżem św. Leonem I Wielkim i sama także otrzymywała od niego listy. Popierała rozwój kultury, wspierała budowę nowych świątyń.
Po pewnym czasie na zaplecze władzy cesarskiej dostał się ambitny minister Chryzapiusz. Miał on tak wielki wpływ na cesarza, że stał się niemal wszechwładny. Swoimi intrygami doprowadził do tego, że Pulcheria musiała opuścić dwór cesarski i zamieszkać w pałacu w Hebdomon, gdzie wiodła życie na pół klasztorne. Patriarcha Konstantynopola, Nestoriusz, dla przypodobania się cesarzowi i jego ministrowi, jawnie okazywał cesarzowej swoją niechęć. Posunął się tak daleko, że nie pozwalał jej uczestniczyć w niedzielnej liturgii. Zniszczył też jej portret zawieszony przy ołtarzu obok złożonych przez nią darów i dokumentu ślubu dozgonnego dziewictwa. Pulcheria jawnie potępiła jego błędy i okazywała swoją przyjaźń największemu pogromcy jego herezji, św. Cyrylowi Aleksandryjskiemu. Kiedy za zezwoleniem cesarza zwołano do Efezu synod i dotkliwie pobito na nim wyznawców prawowiernych przekonań (przeszedł on do historii pod nazwą synodu "zbójeckiego"), Pulcheria dała publicznie wyraz swojemu oburzeniu (449). Papież św. Leon I wyraził jej za to podziękowanie i uznanie. Cesarzowa odpowiedziała listem, domagającym się zwołania soboru powszechnego.
28 lipca 450 r. zmarł cesarz Teodozy II. Pulcheria natychmiast powróciła na dwór cesarski, usunęła Chryzapiusza i objęła rządy. Niedługo potem poślubiła prawie 60-letniego i chorowitego dowódcę wojska, senatora Marcjana, który jako cesarz objął z nią współrządy. Postawiła wszakże warunek, że małżeństwo będzie dziewicze. Koronacja odbyła się 25 sierpnia 450 r. Papież św. Leon I wysłał delegację z gratulacjami. Cesarzowa z tej okazji (451) dokonała uroczystej translacji (przeniesienia) relikwii św. Flawiana, patriarchy Konstantynopola, który na synodzie "zbójeckim" tak został pobity, że niebawem zmarł. Jego relikwie przeniesiono do kościoła Dwunastu Apostołów, który odgrywał wówczas rolę narodowego mauzoleum cesarstwa. Znajdowały się tam relikwie Apostołów (stąd nazwa kościoła) i znakomitych świętych Kościoła wschodniego.

Ostatnim wielkim dziełem św. Pulcherii było zwołanie Soboru Chalcedońskiego w roku 451, na którym została definitywnie i ostatecznie potępiona nauka Nestoriusza. W jednej z sesji cesarzowa uczestniczyła osobiście i odebrała hołd od ojców soboru. Papież po odbytym soborze wysłał osobne pismo z podziękowaniem do cesarzowej.
Pulcheria panowała 39 lat. Zmarła w roku 453, mając 54 lata. Jej ciało umieszczono w kościele Dwunastu Apostołów. Cesarz Leon, następca Marcjana, na grobowcu Pulcherii umieścił jej portret. Kazał także na jednym z placów Konstantynopola umieścić jej posąg. Czczona jest jako święta zarówno przez katolików, jak i prawosławnych.

W ikonografii święta Pulcheria przedstawiana jest w stroju cesarskim, w koronie na głowie. W dłoni trzyma model kościoła.