Γεννήθηκε γύρω στο 930 μ.Χ. στην Τραπεζούντα. Οι γονείς του, οι οποίοι κατάγονταν από την Αντιόχεια, πέθαναν πολύ νωρίς, ο πατέρας του πριν γεννηθεί, ενώ η μητέρα του λίγο καιρό μετά την γέννηση του, αφού προηγουμένως του έδωσε το όνομα Αβράμιος. Το πεντάρφανο μωρό μεγάλωσε μια μοναχή, φίλη της μητέρας του, η οποία όμως και αυτή πέθανε όταν ο Αβράμιος έγινε επτά ετών. Κοντά σε αυτή ο Άγιος γνώρισε και αγάπησε το Χριστιανισμό και το μοναχισμό.
Έμαθε τα πρώτα γράμματα στην Τραπεζούντα και κατόπιν συνέχισε στην Κωνσταντινούπολη. Εκεί έμεινε στο σπίτι μιας ξαδέλφης του, η οποία ήταν παντρεμένη με έναν αξιωματικό που ονομαζόταν Ζεφινεζέρ. Στην Κωνσταντινούπολη φοίτησε στη σχολή του Αθανάσιου, ο οποίος θεωρούνταν σοφός δάσκαλος. Στη σχολή αυτή δίδαξε κατόπιν και ο ίδιος και απέκτησε μεγάλη φήμη.
Αργότερα γνώρισε τον Όσιο Μιχαήλ τον Μαλεΐνο, ο οποίος ήταν ηγούμενος στη Μονή Κυμινά στη Βιθυνία της Μικράς Ασίας. Μαζί με αυτόν, γνώρισε και τον ανηψιό του, Νικηφόρο Φωκά, ο οποίος μετά από μερικά χρόνια έγινε Αυτοκράτορας. Ο Αβράμιος ακολούθησε τον Όσιο Μιχαήλ στη Μονή Κυμινά, όπου εκάρη μοναχός και πήρε το όνομα Αθανάσιος. Μετά από τέσσερα χρόνια αποσύρθηκε στην έρημο, όπου ασκήτεψε, μέχρι τη στιγμή που ο Όσιος Μιχαήλ τον όρισε πνευματικό πατέρα του Νικηφόρου Φωκά.
Αυτό μεγάλοωσε τη φήμη του, πράγμα το οποίο ο ίδιος δεν ήθελε. Έτσι, πήγε στο μοναστήρι του Ζυγού στον Άθω, όπου παρουσιάστηκε με το όνομα Βαρνάβας, επιζητώντας την αφάνεια. Η ταυτότητα του όμως έγινε γνωστή και ο Νικηφόρος Φωκάς ζήτησε να τον δει και εκδήλωσε την επιθυμία του να γίνει μοναχός. Του ζήτησε μάλιστα να κτίσει μια εκκλησία και ένα ησυχαστήριο στον Άθω, στέλνοντάς του για το σκοπό αυτό αρκετό χρυσάφι.
Έτσι ο Αθανάσιος έκτισε το 963 τη Μονή Μεγίστης Λαύρας στην άκρη του Άθω. Το έτος αυτό θεωρείται και το έτος έναρξης του μοναχικού βίου στο λεγόμενο πλέον «Άγιο Όρος». Γύρω από το καθολικό της μονής κτίστηκαν κελιά, μαγειρίο, τράπεζα, νοσοκομεία, ξενώνες, υδραγωγείο, μύλος. Πολλοί μοναχοί ήρθαν να ζήσουν στη Μονή υπό την καθοδήγηση του Αγίου Αθανασίου, ο οποίος εφάρμοσε καινοτομίες στο μοναστικό βίο του Αγίου Όρους. Οι μοναχοί άρχισαν να καλλιεργούν την γη και να συνδυάζουν την προσευχή με την εργασία και τη δημιουργία, ενώ ως τότε ζούσαν περισσότερο ασκητικό, αναχωρητικό βίο.
Στη Μονή αυτή έμεινε ο Άγιος Αθανάσιος για σαράντα χρόνια. Κατά τη διάρκεια οικοδόμησης μιας εκκλησίας, κατέρρευσε ένα τμήμα του τρούλου και τον καταπλάκωσε, με αποτέλεσμα να τον σκοτώσει. Η μνήμη του τιμάται στις 5 Ιουλίου.
