Eusébio nasceu na ilha da Sardenha, no ano 283. Segundo a tradição mudou-se com a mãe e a irmã menor para Roma após o martírio de seu pai. Na "Urbe" foi primeiro "leitor" e depois ordenado presbítero pelo Papa Marcos e consagrado bispo pelo Papa Júlio I em 15 de dezembro de 345. Todavia não há notícia de seu episcopado anteriormente a 354 quando, em uma carta do bispo Ambrósio de Milão, ele é elogiado por ter imposto ao clero de sua diocese vida comum, como para o monges, de acordo com o modelo das igrejas orientais: por este motivo, também é homenageado como o

co-fundador de sua ordem por Cônegos Regulares de Santo Agostinho.

Ele dedicou-se com grande empenho à evangelização das zonas rurais e em grande parte pagãs. Fundou uma sociedade sacerdotal inspirada no modelo monástico da qual saíram importantes bispos e santos.

Eusébio defendeu a tese da "plena divindade de Jesus Cristo" frente à política ariana do imperador Constâncio II, para quem a fé ariana era politicamente mais interessante. Esta atitude custou-lhe o desterro e exílio primeiro para Citópolis, na Palestina, depois para a Capadócia e Tebaida, no Egito.

Este foi um momento difícil para a Igreja. Constâncio parecia esquecido há muito tempo era de tolerância e de paz iniciado por seu pai Constantino com o Edito de Milão. O Arianisno, condenado no Concílio de Niceia (325), sem o apoio do Imperador, havia desaparecido mas, no Sínodo de Arles (353), novamente triunfaria em seus conceitos. O Papa Libério recusara-se, no entanto, a adoção de um forma pacífica de resolver o problema vexatório.

O papa Libério, então envia-o junto com Lúcifer, bispo de Cagliari (início de 354), em uma missão junto ao Imperador Constâncio II para solicitar a convocação de um concílio para por fim à disputa entre os arianos (apoiado pelo próprio imperador ) e os seguidores da ortodoxia. Constâncio cedeu ao apelo e o concílio foi convocado em Milão em 355. Havia dois problemas básicos: o reconhecimento do credo adotado em Niceia e a defesa de Atanásio de Alexandria. Todavia o grupo ariano formado e dirigido por Valente de Mursa e Ursácio de Singiduno conseguiu que o concílio adotasse seus pré estabelecidos critérios. Assim como os bispos arianos, eram a maioria, Eusébio se recusou a assinar os decretos do concílio. Ele e outros resistentes como Ósio de Córdoba e Lúcifer de Cagliari, foram banidos. Eusébio foi confinado em Citópolis na Palestina (Betel St.), sob a supervisão do bispo ariano Patrófilo de Citópolis.

Apesar de tudo manteve sempre correspondência epistolar com a comunidade dos seus fiéis e nas suas cartas lhes pede que "saúdem também aqueles que estão fora da Igreja e que se dignam de nutrir por nós sentimentos de amor". A sua relação com a sua diocese não se limitava aos cristãos mas se estendia a todos os que de alguma forma reconheciam a sua autoridade espiritual ou o respeitavam como homem exemplar. Em suas correspondência relata aos fiéis pateticamente as lesões, violência e o abuso com que era tratado. Posteriormente foi transferido para a Capadócia e Tebaida superior, no Egito, onde pode conhecer melhor a alma do Oriente e seus estilos de vida.

Em fins de 361, com o morte de Constâncio II e o ascenso de Juliano, o Apóstata, os exilados puderam retornar ao local onde viviam anteriormente. Eusébio retorna à sua diocese. No ano seguinte 362, auxilia no Concílio de Alexandria, convocado por Atanásio, que decide por perdoar os bispos arianos que retornassem ao estado laical. Em seguida, nome da diocese, Eusébio partiu para uma visitação à Palestina e Síria para relatar sobre as decisões do Concílio de 362, decretar suas decisões e restaurar a fé. No ano de 363 ele retorna a Vercelli. Ele educou o clero de sua diocese com observância de regras monásticas, embora vivessem no meio da cidade, porque "o bispo e o clero deve compartilhar os problemas dos cidadãos de forma crível, cultivando ao mesmo tempo uma cidadania diversa: a do céu". Nos anos que se seguem, à frente do episcopado, juntamente com Hilário de Poitiers, ele enfrenta o semiarianismo (a doutrina homoianosiana) de Auxêncio de Milão, bispo de Mediolano que defendia a fórmula cristológica de Valente de Mursa e Ursácio de Singiduno, na qual o "... Filho era similar ao Pai, tanto "em todas as coisas" ou "de acordo com as escrituras..." Formula também defendida pelos acacianos, pelos prelados Demófilo de Constantinopla, bispo de Bereia (?-370) e Constantinopla (370-380) Germínio de Sirmio, Acácio de Cesareia, bispo de Cesareia (340-366), e aceita por Ósio de Córdoba e Aécio, patriarca de Antioquia.

Eusébio faleceu no dia 1º. de agosto de 371.

Apesar de ser considerado mártir pela Igreja, na verdade santo Eusébio de Vercelli não morreu em testemunho da fé, como havia ocorrido com seu pai. Mas foram tantos os seus sofrimentos no trabalho de difusão e defesa do cristianismo, passando por exílios e torturas, que recebeu esse título da Igreja, cujo mérito jamais foi contestado. Com a reforma do calendário litúrgico de Roma, de 1969, sua festa foi marcada para o dia 2 de agosto. Nesta data, as suas relíquias são veneradas na catedral de Vercelli, onde foram sepultadas e permanecem até os nossos dias.

Santo Eusébio de Vercelli, rogai por nós!