Fue una de las víctimas de la persecución de Diocleciano. Según la narración de Eusebio, poco después de la promulgación del primer edicto (24 de febrero del 303), ocurrió un incendio en el palacio de Nicomedia, del que se le echó la culpa a los cristianos, quienes fueron en gran número masacrados, quemados vivos o ahogados. Antimo fue decapitado. Sobre su sepulcro, más tarde, el emperador Justiniano edificó una espléndida basílica, rica en mármol y oro. Eusebio no indica el «dies natalis» [es decir, la fecha del martirio], mientras que en el Jeronimiano se lo recuerda el 27 de abril. La fecha varía en otros calendarios orientales, aunque en el Martirologio Siríaco del IV siglo es conmemorado un san Antimo el 24 nisan (abril); el martirologio actual ha optado por esta fecha que parece la más cercana a los hechos.
Existe de Antimo una «Passio», aunque muy legendaria y llena de lugares comunes, atribuida a Simeón Metafraste, según la cual era originario de Nicomedia; desde joven se ejercitó en la virtud, y, consagrado obispo, se aplicó a dar valor a los mártires. Al inicio de la persecución se hallaba predicando en un pueblo, a donde fueron enviados a apresarlo veinte soldados que Antimo convirtió y bautizó. Conducido al trinunal de Maximiano, fue sometido a terribles torturas de las cuales salió siempre ileso, hasta que fue decapitado.
Traducido para ETF, con escasísimos cambios, de un artículo de Agostino Amore en Enciclopedia dei Santi.