Teodoro era originario dell'oriente; arruolato nell'esercito, era stato trasferito con la sua legione ad Amasea, nel Ponto, attuale Turchia, al tempo dell'imperatore Galerio (305 - 11). Era in atto allora la persecuzione avviata già da Diocleziano (284-305), reiterata da Galerio dal 293, con un editto che nel 305 prescriveva a tutti, uomini, donne e bambini, di fare sacrificio e libagione, ripresa da Massimino Daia, ai primi del 306, con l'ordine ai governatori delle province d'imporre a tutti l'obbligo del sacrificio agli dei. Nel 311 Galerio poneva termine alla persecuzione concedendo riconoscimento giuridico ai cristiani.
Probabilmente è tra il 306 e il 308 che, accusato come cristiano, deferito al giudizio del tribuno, Teodoro, cui si chiede durante l'interrogatorio se Dio ha un figlio, si rifiuta di sacrificare agli dei nonostante l'alternarsi di minacce e di promesse. Nota del resto è la riluttanza dei governatori a mandare a morte gli accusati, preferendo ricorrere alla tortura per piegare la loro resistenza e far loro salva la vita.
Gli viene concessa una breve dilazione temporale per riflettere ma Teodoro ne approfitta per incendiare il tempio della gran madre degli dei, Cibele, che sorge al centro alla città. Nuovamente rinchiuso in carcere dove ha celesti apparizioni, subisce tortura, viene allettato con la promessa carica del pontificato pagano e condannato dapprima alla morte per fame, da cui sarebbe miracolosamente scampato, e quindi al rogo.
Subisce il martirio ad Amasea, l'odierna Amasya, ma è seppellito nella vicina Euchaita, l'attuale Aukhat, dove è edificata una basilica frequentata da pellegrini e nella quale san Gregorio Nisseno (335 - 94) pronuncia un discorso. Da esso e da un altro scritto perduto deriva la Passio attuale la quale ricalca scritti consimili.
Il Martirologio romano ricorda Teodoro due volte: il 7 febbraio e il 9 novembre; quest'ultima data secondo la Passio sarebbe il suo dies natalis e probabilmente anche l'anniversario della chiesa in suo onore sotto il Palatino.
Nel XIII secolo, in età federiciana, forse il 27 aprile del 1210 come vuole la tradizione o più probabilmente il 1225, in occasione delle nozze di Federico II di Svevia con Isabella di Brienne, regina di Gerusalemme, celebratesi il 9 novembre nella Cattedrale, le reliquie di san Teodoro d'Amasea furono traslate in Brindisi da Euchaita e da quel giorno riposano in un altare a lui dedicato.