Δεκαοκτώ μόλις χρόνων, ξανθός και όμορφος, θεράπευε δωρεάν κάθε αρρώστια στους φτωχούς της Κιλικίας με τα χέρια του νεαρού γιατρού. Όταν τον έπιασαν οι στρατιώτες κρυμμένο κάτω από μια αγριελιά, εκείνος στάθηκε ατρόμητος μπροστά στον σκληρό ηγεμόνα Θεόδωρο. Ζούσε στα χρόνια του αυτοκράτορα Νουμεριανού, όταν ο διωγμός κατά των χριστιανών είχε φουντώσει σε όλη την περιοχή. Ο πατέρας του ονομαζόταν Βερούκιος και υπηρετούσε ως στρατιωτικός διοικητής στον Λίβανο, ενώ η μητέρα του λεγόταν Ρωμυλία.

Ο αδελφός του ανήκε στον ιερό κλήρο με τον βαθμό του υποδιακόνου και διακονούσε την Εκκλησία. Ο νεαρός Θαλλέλαιος είχε μαθητεύσει την ιατρική τέχνη κοντά στον φημισμένο γιατρό Μακάριο και ξεχώριζε για τη φιλανθρωπία. Όταν ξέσπασε ο διωγμός στον Λίβανο, οι χριστιανοί έφυγαν στα βουνά και στις ερήμους για να σωθούν. Τότε ο νέος συνελήφθη και οδηγήθηκε στον ηγεμόνα Τιβέριο της Εδέσσης, ο οποίος τον βασάνισε σκληρά. Με τη βοήθεια του Κυρίου του γλίτωσε από τα χέρια εκείνου και κατέφυγε αλλού, για να συνεχίσει το έργο του.

Όμως οι στρατιώτες του Θεοδώρου τον ανακάλυψαν τελικά κοντά στην πόλη Ανάζαρβο. Όταν ο ηγεμόνας τον είδε μπροστά του στον ναό του Αδριανού, θαύμασε την ομορφιά του και ρώτησε από πού τον έφεραν. Οι στρατιώτες διηγήθηκαν με λεπτομέρειες πώς τον εντόπισαν καθισμένο κάτω από μια αγριελιά. Ο νέος ομολόγησε με παρρησία την πίστη του στον Πατέρα, στον Υιό και στο Άγιο Πνεύμα. Είπε πως είναι έτοιμος να πεθάνει για τον Χριστό, τον αληθινό Θεό και Σωτήρα του κόσμου.

Ο οργισμένος ηγεμόνας διέταξε δύο δημίους, τον Αλέξανδρο και τον Αστέριο, να τρυπήσουν τα γόνατά του. Ήθελε να περάσει σχοινί μέσα από τα κόκαλα και να τον κρεμάσει με το κεφάλι προς τα κάτω. Όμως με θεϊκή οικονομία οι δήμιοι τρύπησαν ένα ξύλο και το κρέμασαν στη θέση του μάρτυρα. Όταν ο Θεόδωρος αντιλήφθηκε το θαύμα, νόμισε πως τον περιγελούν και διέταξε να τους μαστιγώσουν ανελέητα. Εκείνοι ομολόγησαν μπροστά σε όλους πως πιστεύουν πλέον στον Ιησού Χριστό και δοξάζουν το όνομά του.

Αμέσως ο ηγεμόνας πρόσταξε να τους αποκεφαλίσουν με το ξίφος. Έτσι έλαβαν τον στέφανο του μαρτυρίου μαζί με τους άλλους αγίους. Όταν ο ηγεμόνας θέλησε να τρυπήσει ο ίδιος τα γόνατα του μάρτυρα, ένιωσε ξαφνικά τις δυνάμεις του να τον εγκαταλείπουν. Δεν μπορούσε να σηκωθεί από τη θέση του και όλοι οι ειδωλολάτρες έμειναν κατάπληκτοι μέσα στον ναό. Φώναξαν με μια φωνή πως μέγας είναι ο Θεός των χριστιανών, που επιτελεί τέτοια θαυμάσια σημεία.

Ντροπιασμένος ο Θεόδωρος ζήτησε από τον Θαλλέλαιο να προσευχηθεί για να μπορέσει να σηκωθεί. Ο άγιος προσευχήθηκε και ο ηγεμόνας ανασηκώθηκε, αλλά απέδωσε το θαύμα σε μαγεία. Άρπαξε τότε το τρυπάνι και προσπάθησε να τρυπήσει μόνος τα πόδια του νέου. Αμέσως τα χέρια του παρέλυσαν και ξεράθηκαν μπροστά στα μάτια όλων. Παρακάλεσε ξανά τον μάρτυρα να προσευχηθεί και η προσευχή του χάρισε θεραπεία στα παράλυτα χέρια του.

Ο σκληρός άρχοντας διέταξε αμέσως τους υπηρέτες του να τον ρίξουν στα βαθιά νερά της θάλασσας. Εκείνοι τον πήραν με ένα πλοιάριο στο πέλαγος και τον βύθισαν στα κύματα. Όμως ο άγιος προσευχήθηκε στον Κύριο και επέστρεψε ζωντανός, ντυμένος με ολόλευκο ένδυμα ενώπιον όλων. Η εμφάνισή του προκάλεσε τρόμο και έκπληξη στον ηγεμόνα και στους ανθρώπους του παλατιού. Ο Θεόδωρος φώναξε πως ο μάγος αυτός μάγεψε ακόμη και τη θάλασσα με τις τέχνες του.

Τότε ένας σύμβουλός του, ο μάγος Ουρβίκιος, του πρότεινε να τον ρίξουν στα άγρια θηρία της αρένας. Ο ηγεμόνας ετοίμασε το θέαμα και ρώτησε τον νέο αν θα θυσιάσει στα είδωλα ή θα δοθεί στα θηρία. Ο άγιος απάντησε με τα λόγια του προφήτη πως η δεξιά του Κυρίου τον υψώνει και του δίνει ζωή. Τον οδήγησαν στην πλατεία και άφησαν τα θηρία πάνω του ορμητικά. Μια άγρια αρκούδα πλησίασε, ξάπλωσε στα πόδια του και άρχισε να τα γλείφει ταπεινά.

Ο ηγεμόνας έτριζε τα δόντια του και βρυχιόταν σαν λιοντάρι από τη μανία του. Διέταξε να αφήσουν πεινασμένο λιοντάρι και λέαινα να τον κατασπαράξουν με σφοδρότητα. Τα ζώα όμως έπεσαν στα πόδια του μάρτυρα και τον προσκυνούσαν με ηρεμία. Ο λαός φώναξε με δυνατή φωνή πως μέγας είναι ο Θεός του Θαλλελαίου, ο Θεός των χριστιανών. Τότε το πλήθος άρπαξε τον μάγο Ουρβίκιο και τον έριξε στα θηρία της αρένας.

Εκείνα όρμησαν αμέσως πάνω του και τον κατασπάραξαν μπροστά στα μάτια όλων. Ο ηγεμόνας σηκώθηκε από τη θέση του και πρόσταξε να αποκεφαλιστεί ο άγιος με ξίφος. Οι στρατιώτες οδήγησαν τον μάρτυρα σε έναν τόπο της περιοχής, που ονομαζόταν Έδεσσα. Εκεί ο νέος προσευχήθηκε για τελευταία φορά, έκλινε τον αυχένα του και δέχτηκε τον στέφανο του μαρτυρίου. Η Εκκλησία τιμά τη μνήμη του την εικοστή ημέρα του Μαΐου με ευλάβεια και κατάνυξη.

Τα ιερά λείψανά του μεταφέρθηκαν στην Κωνσταντινούπολη και τοποθετήθηκαν στον ναό του αγίου Αγαθονίκου. Από εκεί ανέβλυσαν αναρίθμητα θαύματα και ιάσεις προς όσους κατέφευγαν με πίστη. Επειδή ο νέος γιατρός θεράπευε τους ασθενείς χωρίς να δέχεται χρήματα, η Εκκλησία τον ονομάζει ανάργυρο ιατρό. Το όνομά του αναφέρεται στις προσευχές του Ευχελαίου και στον αγιασμό για τους ασθενείς. Τμήματα των αγίων λειψάνων του φυλάσσονται με τιμή στις ιερές μονές Διονυσίου και Κωνσταμονίτου στο Άγιον Όρος. Έτσι ο νεαρός μάρτυς χάρισε ζωή και υγεία σε αμέτρητες ψυχές ανθρώπων.