Según Eusebio (Hist. eccl. 4,20), Teófilo fue el sexto obispo de Antioquía de Siria. De sus escritos se deduce claramente que nació cerca del Eufrates, de familia pagana, y que recibió educación helenística. Se convirtió al cristianismo siendo de edad madura, tras largas reflexiones y después de un estudio concienzudo de las Escrituras.

Relata su conversión de esta manera: «No seas, pues, incrédulo, sino cree. Porque tampoco yo en otro tiempo creía que ello hubiera de ser; mas ahora, tras haberlo bien considerado, lo creo, y porque juntamente leí las sagradas Escrituras de los santos profetas, quienes, inspirados por el Espíritu de Dios, predijeron lo pasado tal como pasó, lo presente tal como sucede y lo por venir tal como se cumplirá. Teniendo, pues, la prueba de las cosas sucedidas después de haber sido predichas, no soy incrédulo, sino que creo y obedezco a Dios» (Quasten)

Es el primer autor cristiano que hace un comentario exegético del Génesis, analizándolo con detalle y proponiendo una interpretación de tendencia alegórica. Escribió también un Comentario a los Evangelios, que se ha perdido: pero aun en los libros a Autólico se muestra muy 'familiarizado con los escritos del Nuevo Testamento, incluido el Evangelio de Juan, y es el primer autor que enseña explícitamente que estos libros proceden de autores inspirados y tienen un valor análogo al de las antiguas Escrituras. Doctrinalmente es de particular interés su explicación del dogma trinitario: es el primer autor cristiano en que aparece la distinción entre el Verbo inmanente o interno que está en Dios Padre desde toda la eternidad, y el Verbo proferido o emitido como instrumento de la creación al comienzo de los tiempos. (J. Vives)

Murió con posterioridad al año 180, puesto que en su obra menciona la muerte de Marco Aurelio, ocurrida ese año. Es la única fecha de referencia que poseemos sobre su vida.