Лукиан родился в 235 году и был родом из древнего сирийского города Самосата (ныне турецкий город Самсат). Будущий святой с детства воспитывался в благочестии и очень любил Священное Писание. Оставшись в отрочестве сиротой, он раздал имение бедным, и отправился в город Эдессу (ныне юг Турции).
Святой пришел в школу к некоему Макарию, где под его наставничеством изучал Писание, и постигал основы подвижнической жизни.
Около 270 года Лукиана рукополагают во священника. Тогда и начался самый плодотворный период его жизни. Помимо прямых священнических обязанностей, святой занимался учительством и вел полемику с язычниками и иудеями.
Лукиан считается одним из основателем Антиохийской богословской школы и одним из первых редакторов Библии. Именно выверка и редактирование греческих библейских текстов стало главным делом его жизни. Так, тщательно сравнивая Септуагинту с еврейским оригиналом, святой восстановил поврежденные переписчиками фрагменты. Его редакция текста Ветхого Завета Лукиана получила название «Лукиановой рецензии». Рукописи этого труда были найдены при святом императоре Константине Великом (306-337) замурованными в стене, чем автор предотвратил их уничтожение во время гонений на Церковь.
Помимо трудов по текстологии Библии, святой является автором Символа веры («Символ Лукиана») и «Апологии».
В 303 году святой Лукиан Антиохийский оказался в городе Никомедии (ныне турецкий город Измит недалеко от Стамбула), где стал свидетелем мученичества местного епископа Анфима. По доносу еретиков Лукиана посадили в тюрьму, где провел долгих девять лет. Эти годы он пребывал в молитве, а также в утешении и ободрении узников, бывшим вместе с ним в заключении.
Когда святой почувствовал приближение смерти, он захотел причаститься на праздник Богоявления. Поскольку в тюрьме не было ничего для совершения Евхаристии, Лукиан, будучи, прикованным к стене, совершил Литургию на себе. На его грудь положили хлеб и чашу с тайно раздобытым вином, и он совершил Евхаристию на самом себе как на престоле.

Святой умер в 312 году от мучений и голода. Тело священномученика было выброшено в море, но через тридцать дней оно было вынесено на берег дельфинами. Мощи мученика похоронили в городе Еленополе (Геленополе) на берегу Мраморного моря. Позже над могилой Лукиана святая равноапостольная царица Елена возвела великолепный храм.
В VIII веке мощи святого перенесли во французский город Арль, где была построена церковь в его честь. Часть мощей ныне также находится в мужском Николаевском монастыре в Форт-Майерсе (Флорида).
Память святого Церковь празднует 28 октября.