Ο Άγιος Ανατόλιος έγινε Πατριάρχης Κωνσταντινουπόλεως, δύο μήνες μετά τον άδικο φόνο του Πατριάρχη Φλαβιανού (βλέπε 16 Φεβρουαρίου), στις 11 Αυγούστου του 449 μ.Χ., από τον αιρετικό Διόσκορο και τους συνεργάτες του. Ο Ανατόλιος ήταν γέννημα της Αλεξανδρείας και χειροτονήθηκε διάκονος από τον τότε Αρχιεπίσκοπο Αλεξανδρείας Κύριλλο (βλέπε 9 Ιουνίου και 18 Ιανουαρίου). Ο αιρετικός Πατριάρχης Αλεξανδρείας Διόσκορος, υποστήριξε την εκλογή του Ανατολίου, με την ελπίδα ότι θα τον έχει υποχείριό του. Διαψεύστηκε όμως. Ο Ανατόλιος αναδείχτηκε πιστός και θαρραλέος υπέρμαχος της Ορθοδοξίας. Επί της πατριαρχείας του Αγίου Ανατολίου, συνήλθε το 451 μ.Χ η Δ’ Οικουμενική Σύνοδος στη Χαλκηδόνα, που κατεδίκασε την αίρεση του Ευτυχούς. Επίσης, καθαιρέθηκε ο Διόσκουρος και εντάχτηκε στα δίπτυχα το όνομα του Αγίου Φλαβιανού, Πατριάρχη Κωνσταντινουπόλεως, τον οποίο είχε καθαιρέσει ο Διόσκορος κατά τη λῃστρική Σύνοδο της Εφέσου, το 449 μ.Χ. Επί Ανατολίου επίσης, ανακομίστηκαν στην Κωνσταντινούπολη τα λείψανα των Σαράντα Αγίων, που μαρτύρησαν στη Σεβάστεια. Επί της πατριαρχίας του πάλι, η βασίλισσα Πουλχερία (βλέπε 17 Φεβρουαρίου), έκτισε το 450 μ.Χ τους έξοχους ναούς της Θεοτόκου των Χαλκοπρατείων, των Βλαχερνών και της Οδηγήτριας. Ο Πατριάρχης Ανατόλιος εκοιμήθη τον Ιούλιο του 458 μ.Χ, αφού ωφέλησε σημαντικά την πίστη και την Εκκλησία.