Nació en Autun (Francia). Fue educado en la abadía de san Sinforiano, gobernada entonces (segunda mitad del siglo VI) por san Germán.Se destacó Desiderio por su bondad natural y por su inclinación al estudio, por lo que san Vero, obispo de Vienne lo llamó a su lado para ejercer el cargo de arcediano. A la muerte del obispo, el año 596, fue proclamado Desiderio unánimemente por el clero y por el pueblo como sucesor en el gobierno de la diócesis. Sus doce años de episcopado fueron una bendición para su diócesis y para la Iglesia. Defendió celosamente la rectitud, y no dudó en enfrentarse al rey Teodorico (Thierry) y a su madre Brunequilda (Brunehaut), que por seguir manteniendo el poder a costa de su hijo, no se detuvo ni siquiera ante el incesto.
Ni el rey ni su madre podían sufrir que nadie les echase en cara su conducta, por lo que mandaron apedrearlo. De este modo murió el 23 de mayo del 608 este santo y valeroso obispo. Era contemporáneo del papa san Gregorio Magno, con quien mantenía frecuente comunicación epistolar. Todavía se conserva una carta del sumo pontífice en la que éste encomienda a san Desiderio los clérigos seculares y regulares que pasaban por su diócesis de camino para Inglaterra, que estaba siendo entonces evangelizada por san Agustín.