Ο Όσιος Φιλόθεος γεννήθηκε το 1526 μ.Χ. στη Χρυσούπολη της Μακεδονίας (κοντά στην Καβάλα).
Οι γονείς του ήταν από κάποια επαρχία Ασιανών της Μικράς Ασίας και συγκεκριμένα από την πόλη Ελατεία. Για το φόβο των Αγαρηνών ήλθαν στην Χρυσούπολη, όπου πέθανε ο πατέρας αφού γέννησε δύο παιδιά. Τα παιδιά αυτά τα άρπαξαν οι Τούρκοι και ο πόνος της μάνας τους Ευδοκίας ήταν μεγάλος και για να τον ελαφρύνει, κλείστηκε σε γυναικείο μοναστήρι.
Κάποτε όμως, σε μια πανήγυρη ενός ανδρικού μοναστηριού συνάντησε τα δύο παιδιά της και με μεγάλη συγκίνηση άκουσε την ιστορία της σωτηρίας των παιδιών της, από τα χείλη του ηγουμένου. Ο Θεόφιλος έτσι ήταν το πρώτο του όνομα, έδειξε μεγάλη προθυμία στο μοναστήρι αυτό και εκάρη μοναχός με το όνομα Φιλόθεος.
Κατόπιν, το 1551 μ.Χ. και σε ηλικία 25 ετών, πήγε στο Άγιο Όρος και συγκεκριμένα στο κοινόβιο της Ιεράς Μονής Διονυσίου, όπου οι ασκητικοί του αγώνες έγιναν παράδειγμα σε πολλούς αδελφούς.
Αργότερα, αναζητώντας περισσότερο την ησυχία, προφασιζόμενος ότι ασθένησε και έχασε την ακοή του, αποσύρεται σε σπήλαιο έξω από την μονή. Εκεί ανεδείχθη θαυμαστός ασκητής και νικητής δαιμόνων. Όταν απεκαλύφθη η προσποιητή του ασθένεια, αναγκάσθηκε ν’ αλλάξει τόπο διαμονής, για να μη τον τιμούν. Στη νέα του κατοικία απέκτησε τρεις μαθητές.
Ο Θεός, για τους κόπους του τον αντάμειψε με το προορατικό χάρισμα.
Πέθανε ειρηνικά σε ηλικία 84 χρονών (1610 μ.Χ.). Στους μαθητές του είχε δώσει εντολή να μη θάψουν το σώμα του, αλλά να το αφήσουν να το φάνε τα θηρία του δάσους. Ο πανάγαθος Θεός όμως το κατηύγασε με φώς, από το όποιο οδηγούμενος ένας μοναχός, παρέλαβε την κάρα του και την παρέδωσε στους μαθητές του οσίου.
Η κάρα σώζεται μέχρι σήμερα στη μονή της Πέτρας, της επαρχίας Θεσσαλιώτιδος, σε αργυρή θήκη, και απολαμβάνει μεγάλης τιμής από τους πιστούς. Μέρος τού τιμίου λειψάνου του οσίου, το 1972 μ.Χ., μετέφερε ο μακαριστός ηγούμενος αρχιμανδρίτης Γαβριήλ από τη μονή Κορώνης στη μονή Διονυσίου.
Ο βίος του οσίου γράφηκε από τον μοναχό Δανιήλ Διονυσιάτη, αντιγράφοντας παλαιότερο κώδικα, τον όποιο μεταγλώττισε ο μοναχός Αγάπιος Λάνδος (1802 μ.Χ.) και δημοσιεύθηκε αργότερα (Βενετία 1872 μ.Χ.).