Свети Доротей бил роден в около 255 г., вероятно в Близкия Изток. Според църковния историк Евсевий Кесарийски Доротей получил много добро образование, знаел арамейски, еврейски, гръцки и латински, бил изкусен във философията, богословието и ораторското изкуство. Неговите качества дотолкова впечатлили императора, че той "без да бъде принуждаван да се откаже от вярата си (християнството)" бил назначен на важна държавна длъжност.

Но в желанието си да се посвети на църковно служение Доротей станал свещеник в църквата в град Антиохия Сирийска (днес град Антакия, Турция). По-късно го избрали за епископ в град Тир, Финикия (сега в Ливан). Това се случило в самото начало на IV век. Тогава все още се провеждали по заповед на императора гонения против християните.

По време на гонението на Диоклетиан или на Лициний, епископ Доротей бил помолен от вярващите да се укрие. Има сведения, че е дошъл в Тракия и така оцелял. При това доброволно изгнание той проповядвал християнската вяра на племената в Тракия. Когато бурята на преследването отминала и бил подписан Медиоланският едикт за свобода на християнството, той се върнал при паството си и с цялата бащинска обич, която го отличавала, подкрепял слабите, подпомагал вдовици, сираци, болни. Взел участие в Първия вселенски събор в Никея през 325 г.

След няколко десетилетия обаче при гонението на император Юлиан Отстъпник престарелият вече епископ Доротей отново е трябвало да се раздели с народа си. Бил изпратен на заточение в провинция Долна Мизия - в град Одесос (сега Варна). Тук достойният пастир пострадал мъченически в 362 г. Тогава Доротей бил на 107 години.

Запазени са няколко християнски съчинения под негово име. На него се приписва един от списъците на седемдесетте апостола на Христос, както и гръцко-латински сборник с църковни и граждански закони.