Первые годы жизни святой Василий провел в родительском доме, под опекой матери и бабки Макрины. Первоначальное образование получил под руководством отца, затем он обучался у лучших учителей Кесарии, где познакомился со Святым Григорием Богословом, а позже перешел в школы Константинополя, где слушал выдающихся ораторов и философов. Для завершения образования святой Василий отправился в Афины. После четырех или пяти лет пребывания там, Василий Великий обладал всеми доступными знаниями. Философ, филолог, оратор, юрист, естествовед, имевший глубокие познания в астрономии, математике и медицине. В Афинах между Василием Великим и Григорием Богословом установилась теснейшая дружба, продолжавшаяся всю жизнь.

Около 357 года святой возвратился в Кесарию. Приняв крещение от епископа Кесарийского Диания, Василий был поставлен чтецом. Затем святитель предпринял путешествие в Египет, Сирию и Палестину, к великим христианским подвижникам. Вернувшись, он решил подражать им. Раздав свое имущество бедным, святой поселился в пустыне, собрав вокруг себя иноков в общежитие. Совместно с Григорием Богословом они подвизались там в строгом воздержании и труде. Именно тогда Василий Великий написал по просьбе иноков первый свой сборник правил нравственной жизни.

В царствование Константина (337 - 361) распространилось лжеучение Ария, Василий был вынужден вернуться в Кесарию. В 362 году он был рукоположен в диакона, а в 364 году - в сан пресвитера. Из-за разногласий с епископом Евсевием, святитель, чтобы не вызывать церковного разделения, удалился в свою пустынь. Но по приходу к власти императора Валента, решительного сторонника ариан, вновь вернулся в Кесарию по вызову своего бывшего гонителя. Для Евсевия Василий стал добрым советником и надежной опорой. Чуть погодя, управление Кесарийской церковью фактически перешло в руки святителя, хотя по иерархии он занимал только второе место. В это время Василий Великий составил чин Литургии; им написаны также Беседы на Шестоднев, на 16 глав пророка Исаи, и многие другие богословские труды.

По кончине епископа Кесарийского Евсевия, в 370 году, на его кафедру был возведен святой Василий. Как Кесарийскому епископу, ему были подчинены 50 епископов одиннадцати провинций. Император Валент, беспощадно отправлявший в изгнание неугодных ему епископов, насадив в других малоазийских провинциях арианскую ересь, явился в Кападокию с той же целью. Он послал к Святому Василию префекта Модеста, который стал всячески угрожать ему. "Все это, - ответил Василий, - для меня ничего не значит, тот не теряет имения, кто не имеет ничего, кроме ветхих и изношенных одежд и немногих книг, в которых заключается все мое богатство." Доложив Валенту о непреклонности святителя, Модест сказал: "Побеждены мы, царь, настоятелем церкви". Ту же твердость Василий Великий обнаружил и перед лицом самого императора и своим поведением произвел на Валента такое впечатление, что он не поддержал ариан, требующих ссылки Василия.

Святитель особенно заботился о строгом исполнении канонов Церкви, внимательно следя, чтобы в клир вступали только достойные. В Кесарии он устроил два монастыря, мужской и женский с храмом в честь 40 мучеников, где хранились их святые мощи. По примеру иноков, клирики митрополии святителя, даже диаконы и пресвитеры, жили в чрезвычайной бедности, трудились и вели жизнь чистую и добродетельную. Все свои личные средства и доходы своей церкви Василий Великий употреблял в пользу бедных; в каждом округе он создал богадельни, в Кесарии - гостиницу и странноприимный дом.

Представился святитель Василий 1 января 379 года в возрасте 49 лет. Незадолго до своей кончины он благословил Григория Богослова на принятие Константинопольской кафедры.