Nació en Córdoba a principios del siglo IX, en una familia importante de origen visigodo. Escogió la vida sacerdotal y se dedicó a los estudios bíblicos junto a los clérigos de San Zoilo.
Tras un intento fallido de peregrinar a pie a Roma, acaba visitando los monasterios de Pamplona y Zaragoza. Después visita varios monasterios del norte de España, de donde toma varios libros importantes, como la Ciudad de Dios de San Agustín o algunas poesías de Virgilio, que servirían para restaurar la cultura de San Isidoro de Sevilla en Al-Andalus.
A su vuelta se convierte en maestro de una escuela cristiana, cosa que le trae no pocas dificultades bajo la dominación musulmana. Las leyes nuevas sobre el matrimonio, el comercio y las posesiones, junto a la intransigencia fundamentalista, no hacen fácil la vivencia de la fe.
Con la muerte de Abd al-Rahman II (850) se desata un momento de intolerancia islámica entre la población mozárabe, llevando a cabo públicas confesiones de fe, incluso entre los cristianos más clandestinos. A instancia del sultán el arzobispo de Sevilla tiene que intervenir, anatematizando toda búsqueda de martirio voluntario.
Eulogio y su escuela influyeron en esta respuesta de fe ante estos cristianos que parecen ir buscando su martirio. San Eulogio escribe por entonces el Memorial de los Mártires, demostrando que esa actitud no es propia de los verdaderos mártires. Pese a todo, en el año 851 lo meten en prisión. En ese periodo dice sentirse “en familia” entre los presos, y se dedica a rezar, escribir y animar a sus compañeros. Cuando, cerrada la escuela, es puesto en libertad intercambia por diez años la ciudad con el campo y escribe su Apologético para desautorizar a los detractores que por mediocridad y cobardía ridiculizaban la defensa de la fe hasta la muerte.
Entre tanta controversia, finalmente le llegó el martirio al propio Eulogio. Fue debido al encubrimiento de una cristiana en su propia casa. No dejó otra alternativa a los jueces musulmanes, cuando estos le proponían una simple apostasía material: “Será mejor que me condenes a muerte. Soy adorador de Cristo, hijo de Dios e hijo de María, y para mí vuestro profeta es un impostor”.
Murió el 11 de marzo del 859. Sus restos fueron trasladados en el 883 a Oviedo.