Ὁ Ἀνατόλιος ἐγεννήθη ἐν Ἀλεξανδρείᾳ κατὰ τὰς ἀρχὰς τοῦ 5ου αἰῶνος. Ἐχειροτονήθη ἀρχικῶς διάκονος ὑπὸ τοῦ ἀρχιεπισκόπου Ἀλεξανδρείας Κυρίλλου, καὶ λόγῳ τῆς μορφώσεώς του ἐπέμφθη ὡς ἀποκρισιάριος τοῦ ἀρχιεπισκόπου Ἀλεξανδρείας ἐν Κωνσταντινουπόλει. Ἐκεῖ διεκρίθη διὰ τὰς σχέσεις του μὲ τὸ παλάτι καὶ τὴν προστασία τῶν συμφερόντων τοῦ θρόνου τῆς Ἀλεξανδρείας. Ἡ ἐκθρόνισις τοῦ ἀρχιεπισκόπου Κωνσταντινουπόλεως Φλαβιανοῦ ἀπὸ τὴν ληστρικὴ σύνοδο τῆς Ἐφέσου τῷ 449 καὶ ὁ θάνατός του ἐν ἐξορίᾳ διευκόλυνε τὸν ἀρχιεπίσκοπο Ἀλεξανδρείας Διόσκορο νὰ ἐπιβάλῃ ὡς διάδοχο του Φλαβιανοῦ τὸν Ἀνατόλιο. Ὁ Ἀνατόλιος, ὡστόσο, ἀπεμακρύνθη ἐξ αἰτίας τῆς ἐπιρροῆς τοῦ Διοσκόρου καὶ συνενδόκησε εἰς τὴν πρωτοβουλία διὰ τὴν σύγκληση τῆς Δ´ Οἰκουμενικῆς συνόδου ἐν Χαλκηδόνι τῷ 451.
Αὕτη ἡ Σύνοδος ἀπεδοκίμασε τὸν Μονοφυσιτισμό, κατεδίκασε τὸν Διόσκορο, διετύπωσε τὴν χριστολογικὴ διδασκαλία καὶ ὥρισε, μὲ τὸν 28ο κανόνα, τὴν δικαιοδοσία τοῦ θρόνου τῆς Κωνσταντινουπόλεως εἰς τὴν διοικήσι τῆς Ἀσίας, τοῦ Πόντου καὶ τῆς Θράκης. Αἱ προσπάθειαι τοῦ πάπα Ρώμης Λέοντος Δ´ νὰ ἐξουδετερώσῃ τὸν 28ο κανόνα ἀπεκρούσθηκαν ὑπὸ τοῦ Ἀνατολίου, ὁ ὁποῖος ἠγωνίσθη διὰ τὸ κύρος τῶν ἀποφάσεων τῆς Δ´ Οἰκουμενικῆς συνόδου.
Τῷ 458 συνεκάλεσε σύνοδο ἐν Κωνσταντινουπόλει, ἡ ὁποία ἀνανέωσε τὴν ἐμμονὴ εἰς τὰς ἀποφάσεις τῆς Δ´ Οἰκουμενικῆς συνόδου, ἀκύρωσε τὴν ἐκλογὴ τοῦ μονοφυσίτη ἀρχιεπισκόπου Ἀλεξανδρείας Τιμοθέου τοῦ Αἰλούρου καὶ ὑπερασπίσθη τὰ δικαιώματα τοῦ οἰκουμενικοῦ θρόνου.
Ἀνεκηρύχθηκε ἅγιος τῆς Ὀρθοδόξου Ἐκκλησίας καὶ ἡ μνήμη του τιμᾶται τῇ 3ῃ Ἰουλίου.