Ο Βαρλαάμ γεννήθηκε στην Αντιόχεια, στα χρόνια του Ρωμαίου αυτοκράτορα Διοκλητιανού, ενός από τους μεγαλύτερους διώκτες των χριστιανών. Η χριστιανική πίστη τότε ήταν αιτία διωγμού και μαρτυρίου. Παρότι είχε πλέον προχωρημένη ηλικία, η καρδιά του Βαρλαάμ, για τον οποίο έγραψαν ο Άγιος Βασίλειος ο Μέγας και ο Άγιος Ιωάννης ο Χρυσόστομος, παρέμενε νεανική στην πίστη και τη γενναιότητα.
Αυτό το θάρρος ήταν που τον έφερε ενώπιον του επάρχου της πόλης το 304 μ.Χ., όταν οδηγήθηκε σε δίκη επειδή δεν αρνιόταν τον Χριστό.
Ο έπαρχος, σκληρός και ασεβής, δεν άργησε να δείξει την αγριότητά του. Μαστίγωσαν τον Βαρλαάμ με νεύρα βοδιού, του ξερίζωσαν τα νύχια και προσπάθησαν με κάθε τρόπο να τον κάνουν να λιγοψυχήσει. Κι όμως, ο γέροντας στεκόταν μπροστά τους με μια δύναμη που δεν έμοιαζε ανθρώπινη, αλλά θεόσταλτη.
Ο δικαστής, αφού είδε πως ούτε οι πόνοι, ούτε τα βασανιστήρια μπορούσαν να κάμψουν την πίστη του, θέλησε να τον εμπαίξει και να τον οδηγήσει σε ακούσια θυσία στα είδωλα. Τον πήγε, λοιπόν, σε έναν ειδωλολατρικό ναό. Εκεί έβαλε ένα αναμμένο κάρβουνο μέσα στην παλάμη του και επάνω του τοποθέτησε θυμίαμα.
Σκέφτηκε πονηρά πως, μόλις ο πόνος γινόταν αφόρητος, ο Βαρλαάμ θα πετούσε το κάρβουνο μπροστά στα είδωλα και, άθελά του, θα τα θυμιάτιζε.
Όμως, ο κριτής υπολόγισε χωρίς να γνωρίζει τη δύναμη της πίστης. Ο Βαρλαάμ στάθηκε ακίνητος σαν βράχος. Κρατούσε το καυτό κάρβουνο στα χέρια του χωρίς να κουνιέται ούτε στιγμή, σαν να μην ένιωθε τον φρικτό πόνο. Τα δάχτυλά του άρχισαν να λιώνουν, η παλάμη του να καίγεται ολοσχερώς, όμως, εκείνος δεν εγκατέλειψε την απόφασή του, ούτε στράφηκε προς τα άψυχα ξόανα.
Ο Μέγας Βασίλειος έγραψε σχετικά για τον γέροντα Βαρλαάμ: «Το δεξί χέρι του ήταν πιο δυνατό από τη φωτιά! Μολονότι το αναμμένο κάρβουνο έκαιγε το χέρι του, αυτό κρατούσε ακόμη τη φωτιά, σαν να ήταν στάχτη».
Όταν πια το χέρι του είχε γίνει στάχτη και δεν υπήρχε δύναμη σωματική να τον κρατήσει όρθιο, ο Βαρλαάμ σωριάστηκε νεκρός. Η ψυχή του, όμως, ανέβηκε σαν θυμίαμα στον Σωτήρα Χριστό και το μαρτύριό του ολοκληρώθηκε το 304 μ.Χ., αφήνοντας ανεξίτηλη τη σφραγίδα της αγιότητάς του.
Μέχρι σήμερα τιμάται ως ένδοξος και ανδρείος μάρτυρας, αφού απέδειξε πως η δύναμη του πνεύματος και της πίστης μπορούν να θριαμβεύσουν.
