Δεκατέσσερα μόλις χρόνια είχε όταν την πάντρεψαν χωρίς τη θέλησή της με έναν νεαρό δεκαεπτά ετών στη Μολύβοτο της Παμφυλίας. Κι όμως κατάφερε να πείσει τον σύζυγό της να ζήσουν μέσα στον γάμο ως αδέλφια, διατηρώντας ακέραιη την παρθενική αγνότητα και των δύο τους. Η νεαρή Φιλοθέα είχε γεννηθεί στη Μικρά Ασία, παιδί του πατρίκιου Ιωάννη και της Ειρήνης, ευσεβών Χριστιανών με βαθιά πίστη και αρχοντική παιδεία. Της έδωσαν χριστιανική ανατροφή και της φύτεψαν από πολύ νωρίς την αγάπη για τα ιερά γράμματα, την προσευχή και την κατά Χριστόν ζωή.

Στη μελέτη της Αγίας Γραφής σημείωσε εξαιρετική πρόοδο, ώστε σύντομα κατείχε ολόκληρη την υπόθεσή της και την είχε αποστηθίσει με ακρίβεια. Από την παιδική της ηλικία αγάπησε τη νηστεία και επιδόθηκε στον ασκητικό βίο μέσα στο πατρικό σπίτι με ζήλο και διάκριση. Όταν συνέβη η πίεση του γάμου, εκείνη βρήκε τρόπο να μεταμορφώσει ακόμη και την υποχρέωση αυτή σε φωτεινό δρόμο αγιότητας. Ο σύζυγός της Κωνσταντίνος δέχθηκε με σεβασμό την πρότασή της και ακολούθησε πρόθυμα το παράδειγμα των αγίων προτύπων που του υπέδειξε.

Μιμήθηκαν έτσι τη ζωή του οσίου Αμμούν και της συζύγου του, που τιμώνται την τέταρτη του Οκτωβρίου ως υπόδειγμα παρθενικής συζυγίας μέσα στον γάμο. Νωρίς όμως η ζωή τής επιφύλαξε διαδοχικές απώλειες, που δοκίμασαν σκληρά τη νεανική της καρδιά μέσα σε λίγα μόνο χρόνια. Η μητέρα της κοιμήθηκε όταν εκείνη ήταν μόλις τριών ετών, και ο πατέρας της λίγο μετά τον γάμο της. Ο Κωνσταντίνος χειροτονήθηκε πρεσβύτερος και διακόνησε με ζήλο την ενορία του, όμως και ο ίδιος έφυγε από τη ζωή ύστερα από έξι χρόνια έγγαμου βίου.

Η Φιλοθέα έμεινε μόνη, χωρίς γονείς και χωρίς σύζυγο, αλλά με την καρδιά της γεμάτη ουράνια αναζήτηση και πόθο για τον Νυμφίο Χριστό. Αποφάσισε τότε να ξεριζώσει κάθε εμπόδιο που την κρατούσε δεμένη με τα γήινα αγαθά και τις φροντίδες του κόσμου. Πρώτα ελευθέρωσε όλους τους δούλους της οικογένειας και τους έδωσε τρόπους ν' αναπνεύσουν ξανά ως ελεύθεροι άνθρωποι. Έπειτα διαμοίρασε όλη την πατρική περιουσία σε φτωχούς, σε εκκλησίες και σε μοναστήρια, κρατώντας μόνο τα απολύτως αναγκαία για τη ζωή της.

Μαζί με μία πιστή της δούλη αποσύρθηκε σε ένα μικρό νησί μιας λίμνης κοντά στη Μολύβοτο, μακριά από τον κόσμο. Εκεί έστησε το ασκητικό της κελί και άρχισε νέα ζωή ολοκληρωτικής αφιερώσεως, χωρίς να κοιτάζει ποτέ ξανά πίσω. Καθημερινές της συντρόφισσες έγιναν η νηστεία, η αγρυπνία και η αδιάλειπτη προσευχή προς τον Νυμφίο της ψυχής. Όταν η ειδωλολατρία επανήλθε στο προσκήνιο και ξέσπασαν νέοι διωγμοί εναντίον των Χριστιανών, η Οσία δεν έμεινε σιωπηλή στο νησί της.

Ανέλαβε με παρρησία το έργο της στηρίξεως των δοκιμαζόμενων πιστών και της κατατροπώσεως των ειδωλολατρών με τη δύναμη του φωτισμένου λόγου της. Ο Θεός τη χαρίτωσε με το θαυματουργικό χάρισμα, ώστε τα λόγια της να συνοδεύονται από σημεία, θεραπείες και πνευματικούς καρπούς. Η φήμη των αρετών της και του θεοφιλούς βίου της διαδόθηκε γρήγορα στις γύρω περιοχές της Παμφυλίας και πέρα από αυτές. Πλήθος ανθρώπων κατέφευγε στο ασκητήριό της, αναζητώντας παρηγοριά, πνευματική καθοδήγηση και απαλλαγή από διάφορες αρρώστιες της ψυχής και του σώματος.

Τέσσερις ημέρες πριν την κοίμησή της η Οσία γνώρισε εκ προτέρων τον χρόνο της αναχωρήσεώς της προς τον Κύριο. Κάλεσε τότε κοντά της τους ιερείς της περιοχής και τους έδωσε τις τελευταίες πνευματικές της υποθήκες με στοργή και διάκριση. Τους μίλησε για την ποιμαντική φροντίδα του ποιμνίου τους και για την προσοχή απέναντι στους ειδωλολάτρες της εποχής. Αφού τους ευλόγησε και τους αποχαιρέτησε, παρέδωσε ειρηνικά την ψυχή της στον Νυμφίο που είχε αγαπήσει από μικρή ηλικία.

Το ιερό λείψανό της ενταφιάστηκε με τιμές στον ναό της Υπεραγίας Θεοτόκου, γνωστό και ως Αγία Σοφία της Μολυβότου. Αιώνες αργότερα, τα ιερά λείψανα μεταφέρθηκαν από την Ανατολική Θράκη στο Τύρνοβο, την πρωτεύουσα του δευτέρου Βουλγαρικού Κράτους με μεγάλες τιμές. Πρωτοβουλία ανέλαβε ο βασιλιάς Ιωαννίκιος ή Καλοϊωάννης, που εκμεταλλεύτηκε τη δεινή θέση της Βυζαντινής Αυτοκρατορίας μετά την Τετάρτη Σταυροφορία και κατέλαβε εδάφη της. Τιμητικό στρατιωτικό άγημα συνόδευσε τα λείψανα και τα υποδέχθηκε ο Αρχιεπίσκοπος Τυρνόβου μαζί με όλον τον κλήρο και τον λαό.

Καθ' οδόν συνέβησαν πολλές θαυματουργικές θεραπείες ασθενών, ενώ θεραπεύτηκε και ο επικεφαλής αξιωματικός του αγήματος, ο Θεόδωρος, από βαριά ασθένεια. Τα λείψανα αποτέθηκαν με ευλάβεια στον ναό της Υπεραγίας Θεοτόκου της Τέμνισκας μέσα στην πόλη του Τυρνόβου. Μετά την άλωση της πόλεως από τους Οθωμανούς Τούρκους το χίλια τριακόσια ενενήντα τρία, οι Βούλγαροι του Βιδυνίου ενδιαφέρθηκαν για τη νέα μεταφορά. Ο τελευταίος Πατριάρχης της Βουλγαρίας Ευθύμιος είχε πάρει υποχρεωτικά τον δρόμο της εξορίας, αφήνοντας την πόλη χωρίς πνευματική ηγεσία.

Δύο χρόνια αργότερα, το χίλια τριακόσια ενενήντα πέντε, έγινε πανηγυρικά η νέα μετακομιδή στην πρωτεύουσα του βασιλείου τους. Η Οσία Φιλοθέα κατέστη έκτοτε προστάτιδα και μεσίτρια των Βουλγάρων πιστών του βασιλείου του Βιδυνίου με πολλά θαύματα. Επανεμφανίστηκαν με βεβαιότητα στο δεύτερο μισό του δεκάτου έκτου αιώνα, στην πόλη Άρτζες της Ουγγροβλαχίας, όπου τιμώνται μέχρι σήμερα.