Lucien était syrien d'origine, d'une famille illustre de Samosate. Ses parents étaient chrétiens et prirent un soin particulier de l'élever dans la crainte de Dieu et de lui faire apprendre les maximes de la piété et de la religion chrétienne. Il perdit ses parents à l'âge de 12 ans et dès lors jugeant que la vie religieuse était un apport assuré contre les orages du monde, il se retira ainsi chez saint Macaire qui faisait profession d'interpréter les saintes écritures. Lucien se prescrivit dès lors une façon de vivre très austère de sorte qu'il ne mangeait que du pain sec, des herbes crues et des racines. Avançant de plus en plus en âge et en vertu, il se fit ordonner prêtre dans la ville d'Antioche et pour être plus utile au peuple, il entreprit d'instruire la jeunesse tant dans les belles lettres que dans la pratique de la piété. Il tint école ouverte à l'exemple de son maître saint Macaire. Pour avoir de quoi faire l'aumône aux pauvres, il acquit une telle facilité de bien écrire qu'il y gagnait assez pour subvenir à son entretien et celui des autres. Il entreprit de plus un ouvrage très compliqué, car ayant observé que les païens, en traduisant diversement les livres sacrés, glissaient beaucoup d'erreurs, il résolut d'en revoir toutes les traductions et d'en faire une de l'hébreu en grec. Cette traduction fut très utile à saint Jérôme qui rapporte que l'on s'en servait dans l'église d'Orient, de Constantinople jusqu'à Antioche. L'empereur Maximin renouvela les édits de ses prédécesseurs, Dioclétien et Maximien et continua de persécuter les fidèles. Sachant que ce prêtre était l'un des plus fermes soutiens de l'église d'Antioche et que les fidèles avaient pour lui beaucoup de déférence, il résolut de le faire arrêter. Le saint homme l'apprenant, pour ne pas s'exposer témérairement au péril, il sortit de la ville et se retira secrètement dans la campagne.
Pourtant, dénoncé par un apostat, partisan de l'hérésiarque Sabellius, il fut fait prisonnier et conduit à Nicomédie en 303.
En passant par la Cappadoce, il rencontra quelques soldats qu'il connaissait et qui par crainte ou par la violence des tourments avaient renoncé au christianisme. Le saint, animé de ferveur et de zèle leur fit une si vive et si charitable remontrance que touchés de repentir, ils promirent de ne faire désormais que des actes de bons chrétiens. De quarante qu'ils étaient, la plupart moururent courageusement pour le Christ.
Maximin, pense-t-on, craignaient de l'interroger lui-même et ne lui parla que par interprète. Il lui offrit de l'associer au gouvernement et de le nommer son conseiller s'il voulait sacrifier aux idoles. Le saint se moqua de ses offres. Maximin le fit conduire en prison où il subit d'affreux traitement. On lui déboita les os des jambes, on lui attacha les mains par-dessus la tête afin qu'étant couché il ne put se remuer et on couvrit de tessons acérés de poterie, une place sur laquelle on l'étendit tout nu pour le torturer. Les bourreaux le laissèrent douze jours en cet état sans rien lui donner à manger que ce qui avait été offert aux idoles. Il refusa d'y toucher. Ses disciples eussent bien souhaité le voir libre pour l'épiphanie afin de participer avec lui aux saints mystères.
Ce jour, la poitrine de Julien servit d’autel et il fit distribuer à toute l'assistance l'eucharistie.
Le lendemain, l'empereur irrité de voir que le martyr vivait si longtemps, envoya voir s'il n'était pas encore mort. Saint Julien cria à celui qu'il vit arriver : je suis chrétien. Le bourreau lui demanda de quel pays il était : je suis chrétien, répondit-il. Quelle est ta profession redemanda le bourreau. Je suis chrétien répondit encore le saint. Mais qui sont tes parents, s'énerva le bourreau. Je suis chrétien répondit encore Julien, puis il rendit l'âme. On pense qu'il resta neuf ans en prison.
Maximin enrageant même après la mort de saint Julien, commanda qu'on lui attacha une grosse pierre à la main droite et que son corps fut jeté dans la mer afin d'en ôter à jamais le souvenir. Il resta dans les eaux pendant quatorze jours et au quinzième le saint apparu à un de ses parents pour lui indiquer un endroit du rivage où il trouverait son corps. Arrivés sur place ils aperçurent un grand dauphin qui le déchargea sur le bord de mer et expira à côté de lui. Son corps ne comportait aucune corruption ni mauvaise odeur si ce n'est que sa main droite alourdie de la pierre était coupée. Peu de temps après la mer, la rapporta au même endroit.
Sainte-Hélène, mère de l'empereur Constantin, fit bâtir un beau temple à Hélénopolis qui portait le nom du saint.
Plus tard l'empereur Charlemagne fit rapporter ses reliques dans la ville d'Arles en Provence après y avoir fait bâtir une église en son honneur.