Eusebios syntyi Sardiniassa vuonna 283. Isänsä marttyyrikuoleman jälkeen hänen äitinsä vei hänet Roomaan, jossa hänestä tuli myöhemmin lektori. Hänestä tuli ensimmäinen piispa Vercellissä (Pohjois – Italiassa), luultavasti joskus 340-luvun alussa. Ambrosiuksen Vercellin seurakunnalle lähettämän kirjeen mukaan kaksi vuosikymmentä Eusebioksen kuoleman jälkeen paikalliset johtajat tunnustivat hänen hurskautensa ja valitsivat hänet siten paikallisten ehdokkaiden sijaan (Epistola lxiii, Ad Vercellenses). Pyhän Athanasioksen Pyhän Antoniuksen elämän innoittamana hän perusti Vercelliin pappisyhteisön, joka muistutti luostariyhteisöä. Tämä coenobium puolestaan innoitti muita, kuten Gaudentius Novaralaista, Eustasius aostalaista ja Maximus Torinolaista. Hän oli ensimmäinen piispa, joka eli yhdessä papiston kanssa, ja käytti parhaan tarmonsa heidän muodostamiseensa hurskaudessa ja innossa. Tästä syystä Pyhän Augustinuksen kanonit kunnioittavat häntä yhdessä Augustinuksen kanssa perustajanaan.
vuonna 354 paavi Liberius pyysi eusebiusta viemään Cagliarin piispa Luciferin kanssa pyynnön keisari Constantius II: lle Milanoon ja pyysi keisaria kutsumaan koolle kirkolliskokouksen, jotta Athanasios aleksandrialaisen asemaa ja areiolaisuutta koskevat erimielisyydet saataisiin loppumaan. Synodi pidettiin Milanossa vuonna 355. Eusebios osallistui osaan kirkolliskokousta, mutta kieltäytyi tuomitsemasta Athanasiosta, ja niin hänet karkotettiin ensin Skytopolikseen Syyriaan areiolaisen piispa Patrofiloksen, jota Eusebios kutsuu vanginvartijakseen, valvovan silmän alla, sitten Kappadokiaan ja lopuksi Thebaidiin Ylä-Egyptiin. Useat eusebiokselle tai eusebiokselle kirjoitetut kirkolliskokousta ympäröivät kirjeet ovat edelleen säilyneet, samoin kuin kaksi hänen maanpakolaisensa aikana kirjoittamaansa kirjettä.
jälkimmäisessä paikassa Eusebiusta raahattiin kaduilla ja vainottiin monin tavoin, mutta hän ei koskaan luopunut katolisesta uskosta. Julianuksen liittymisen jälkeen maanpaossa olleet piispat olivat vapaita palaamaan seitteihinsä. Eusebios kulki Aleksandrian läpi ja osallistui siellä Athanasioksen synodiin vuonna 362, joka vahvisti Pyhän Hengen jumalallisuuden ja ortodoksisen Opin inkarnaatiosta. Synodi suostui myös sekä kohtelemaan lempeästi niitä katuvia piispoja, jotka olivat allekirjoittaneet arianisoivia uskontunnustuksia painostuksen alla, että langettamaan ankaria rangaistuksia useiden Arianisoivien ryhmittymien johtajille.
ollessaan vielä kotimatkalla Eusebios vei synodin päätökset Antiokiaan ja toivoi voivansa sovittaa skisman siellä. Kirkko jakautui Eustathios Antiokialaisen kannattajiin, jotka Areiolaiset olivat syösseet vallasta ja ajaneet maanpakoon vuonna 331, ja Meletialaisiin. Koska Meletioksen valinta vuonna 361 oli pääasiassa areiolaisten aikaansaannos, Eustathialaiset eivät tunnustaneet häntä, vaikka hän juhlallisesti julisti ortodoksista uskoaan piispaksi vihkimisen jälkeen. Aleksandrian synodi oli toivonut, että Eusebios tekisi sovinnon Eustatialaisten ja piispa Meletioksen kanssa puhdistamalla hänen valintansa kaikesta, mikä siinä olisi voinut olla epäsäännöllistä, mutta Eusebios havaitsi, että Lucifer cagliarialainen oli myös kulkenut sitä tietä ja oli yksipuolisesti vihkinyt Eustatialaisten johtajan Paulinuksen Antiokian piispaksi.
kykenemättömänä sovittamaan yhteen ryhmittymiä, hän jatkoi kohti kotia, vieraillen matkan varrella muissa kirkoissa edistääkseen ja vahvistaakseen ortodoksista uskoa. Palattuaan Vercelliin vuonna 363 hän jatkoi yhdessä Hilary Poitiersilaisen kanssa areiolaisuuden kukistamista läntisessä kirkossa ja oli yksi Milanon areiolaisen piispan auxentiuksen päävastustajista. Hän kuoli vuonna 370 tai 371.
vaikka häntä keskiajalla joskus kutsuttiin marttyyriksi, tällä haluttiin ennemminkin kunnioittaa niitä kärsimyksiä, joita hän koki puolustaessaan uskoaan. Myöhemmillä legendoilla hänen marttyyriudestaan ei ole historiallista pohjaa. Roomalaiskatolinen kirkko viettää hänen juhlaansa 2. elokuuta. Hänen aiempi juhlapäivänsä 16. joulukuuta osui suunnilleen samaan aikaan, kun hänet ylennettiin piispaksi. Hänen nykyinen juhlapäivänsä ajoittuu suunnilleen hänen kuolemansa vuosipäivään. Vercellin katedraali on omistettu hänelle.
yleisössä lokakuussa 2007 Paavi Benedictus XVI totesi,
Eusebioksen mukaan pastorien täytyy siksi kehottaa uskollisia olemaan pitämättä maailman kaupunkeja pysyvänä asuinpaikkanaan, vaan etsimään tulevaa kaupunkia, lopullista taivaallista Jerusalemia. Tämä ”eskatologinen varanto” antaa pastoreille ja uskollisille mahdollisuuden säilyttää oikea arvoasteikko alistumatta koskaan tämän hetken muotiin ja nykyisen poliittisen vallan epäoikeudenmukaisiin väitteisiin. Aito arvoasteikko – Eusebioksen koko elämä näyttää sanovan-ei tule menneisyyden tai nykypäivän keisareilta vaan Jeesukselta Kristukselta,…