Cezary urodził się w 330 r. w Azjanzos w pobliżu Nazjanzu (Kapadocja) i pochodził z rodziny świętych: ojciec - św. Grzegorz Starszy z Nazjanzu, matka - św. Nona, siostra - św. Gorgonia, brat - św. Grzegorz z Nazjanzu. Po ukończeniu miejscowych szkół udał się na dalsze studia do Aleksandrii (Egipt), gdzie uczył się astronomii, geometrii, a przede wszystkim medycyny. Powrócił do Konstantynopola i pełnił na dworze cesarskim urząd lekarza. Powierzono mu opiekę nad zdrowiem cesarzy Juliana Apostaty i Walensa. Cieszył się więc sławą wybitnego lekarza.
Ówczesnym zwyczajem Cezary nie przyjął chrztu jako człowiek młody, ale dopiero po dojrzałym namyśle i przygotowaniu. Musiał prowadzić życie naprawdę budujące, skoro jego brat, św. Grzegorz z Nazjanzu, w swoich pismach nie szczędził mu pochwał.
W roku 368 Bitynię w Małej Azji nawiedziło wielkie trzęsienie ziemi. Rozsypało się w gruzy wiele miast, zginęło wielu ludzi. Cezary, który właśnie wtedy tam się znalazł, ocalał. Dostrzegł w tym dla siebie ostrzeżenie, by się dłużej nie wahał. Katastrofa ta była przyczyną bezpośrednią przyjęcia przez niego chrztu świętego w wieku 38 lat.
W roku 368 cesarz Walens mianował Cezarego kwestorem nad prowincją Bitynii. Oddał mu w zarząd wszystkie dobra i finanse. Święty wszakże niedługo pozostał na tym zaszczytnym urzędzie, gdyż rok później (369 r.) umarł. W testamencie zarządził, aby cały jego majątek rozdać pomiędzy ubogich. Kazanie na jego pogrzebie wygłosił jego brat, św. Grzegorz z Nazjanzu.