Educado en el arrianismo, se opuso a su padre al hacerse cristiano ortodoxo. Abandonó su fortuna y marchó a Roma, donde fue ordenado diácono. Predicó en algunas ciudades italianas haciendo varios milagros. De vuelta a la Galia, parece ser que formó parte de un grupo de misioneros dirigidos por san Dionisio. San Antolín se instaló en Rouergue, predicando con mucho éxito. Convirtió al príncipe o gobernador Festus y bautizó a numerosas personas. A pesar de las súplicas de los habitantes de la región, Antolín decidió irse, no sin antes indicar que volvería pero ya sin vida.
Se dirigió entonces a Toulouse, cerca de Teodorico. Rechazó el obispado que perteneció a san Saturnino, y acusado de tener amoríos con la mujer del rey, fue arrestado y encarcelado. En la cárcel conocerá a un habitante de Toulouse llamado Almaquio. Es torturado mediante la inmersión en aceite hirviendo, y arrojado al Garona con una muela de molino atada al cuello, pero, milagrosamente, sale a flote y convierte así a mucha gente.
Vuelve más tarde a Pamiers y predica el evangelio, junto con Almaquio. Ambos viven en una ermita llamada Fuente de Oriente, donde son arrestados por los sicarios de un rey llamado Metopius junto a un tercer compañero llamado Juan, y ejecutados a orillas del río Ariège. Durante la ejecución, un soldado corta al mártir en dos; en un lado caen su cabeza y el brazo derecho, y en otro el brazo izquierdo y el resto del cuerpo. Este martirio tuvo lugar en el siglo VI, hacia el año 506. El cuerpo del mártir fue enterrado por unos amigos en el lugar del martirio y allí se elevó más tarde una abadía.La leyenda cuenta que después que san Antolín fue arrojado al río las aguas se retiraron y dejaron un sitio para poder acceder al lugar donde reposaba el cuerpo. Unos ángeles aparecieron y recogieron los restos del mártir, metiendo la cabeza y el brazo derecho en una barca. A continuación, aparecieron dos águilas blancas que se colocaron en la barca y la guiaron por el Ariège y el Garona, el Tarn y el Aveyron hasta la localidad de Saint-Antonin Noble-Val, a donde llegaron una noche en la que la estrellas brillaban como mil fuegos. Festus, el noble convertido por Antolín, mandó depositar las reliquias del mártir en una urna. En este sitio se levantará más tarde una abadía.