Néophyte naît de parents chrétiens dans la ville de Nicée, en Bithynie. Son hagiographie indique qu'enfant une colombe blanche apparaît miraculeusement à sa mère, et lui signale le chemin que Néophyte doit suivre. Il quitte alors son domicile et suit l'oiseau qui le mène à une grotte. Le saint y reste entre neuf et quinze ans, il ne quitte son ermitage qu'une seule fois pour enterrer ses parents et faire don de leurs biens aux pauvres.
Durant la Persécution de Dioclétien, en 303[2], il se rend à Nicée pour dénoncer l'impiété de la foi païenne. Mis en colère par cet acte, ses persécuteurs le fouettent avec des ceintures et le torturent avec des griffes de fer. Le saint martyr sort indemne d'un four chauffé dans lequel il est laissé pendant trois jours et trois nuits. Ses tortionnaires, ne sachant que faire, décident de sa mise à mort. Un des païens le transperce avec son épée (certains disent que c'est une lance), et le saint meurt en dévotion pour le Seigneur de la foi chrétienne à l'âge de seize ans[3].
Le Martyrologe romain dit : « À Nicée en Bithynie, dans l'actuelle Turquie, saint Néophyte, martyr ».
En 2014, des photos aériennes font apparaître les vestiges d'une basilique submergée au fond du lac. Mustafa Sahin, chef du département d’archéologie de l’Université Uludag de Bursa, a alors émis l'hypothèse qu'elle était consacrée à Saint Néophyte. Les fouilles et l'étude des carottes de sédiments ont permis de montrer qu'elle était en construction vers 370 et quelle a été détruite probablement par le fort séisme de 1065, avant d'être noyée deux siècles plus tard, par la montée des eaux[4]. On sait maintenant qu'il s'agit de la basilique des Saints Pères, nommée en hommage aux 318 évêques qui rédigèrent le Credo de Nicée, et qu'elle a remplacé l'église primitive, érigée en mémoire de Néophyte, qui a accueilli en 325 le premier Concile œcuménique de Nicée, et fut détruite en 358 par un séisme de magnitude 9. Elle est entourée de nombreuses tombes, dont des tombes d'enfants, dont l’équipe de Mustafa Sahin a récemment découvert qu'elles contenaient « des bras et des jambes cassés, des crânes troués, perforés, qui montrent que ceux enterrés ici ont été torturés et exécutés »[5].
Il est admis que la tombe de saint Néophyte se trouvait initialement dans le martyrium de la première basilique, vraisemblablement construite à l'endroit où il avait été tué sur la rive du lac[6]. Probablement translatées, après l’effondrement du premier édifice, dans le second (dont la fouille de la crypte n'a pas livré de reliques), ses reliques ont sans doute été transférées dans la basilique Sainte Sophie construite au centre de la ville par Justinien pour accueillir le septième concile en 787[4].