Ignoramos dónde nació san Hilario, pero sabemos que descendía de una noble familia y que era pariente cercano de san Honorato, fundador y primer abad del monasterio de Lérins. Hilario, que había recibido una excelente educación y poseía dotes excepcionales, tenía un brillante porvenir en el mundo. Pero san Honorato, que le quería mucho, estaba convencido de que Dios le tenía destinado a mayores cosas. Así pues, el santo abad abandonó algún tiempo su retiro para ir a persuadir a Hilario de que entrase en la vida religiosa. Como el joven permaneciese inconmovible, san Honorato le dijo al despedirse: «Voy a obtener de Dios lo que no he podido obtener de ti». El cielo respondió pronto a sus oraciones. Dos o tres días después, Hilario sufrió un violento combate interior: «Por una parte sentía yo que el Señor me llamaba, pero por otra parte, me atraía el mundo. Mi voluntad oscilaba de un extremo al otro: unas veces consentía y otras veces se negaba. Pero al fin, Cristo triunfó en mí». Hilario jamás se arrepintió de su decisión. Inmediatamente distribuyó su herencia entre los pobres y fue a reunirse con san Honorato en Lérins. De la vida santa y feliz que llevó entre los monjes nos dejó una hermosa descripción; pero Dios no le tenía destinado a permanecer ahí mucho tiempo. El año 426, san Honorato fue elegido obispo de Arles. Como era ya anciano, necesitaba de la ayuda y de la compañía de su mejor amigo. Hilario hubiese querido permanecer en Lérins; pero san Honorato fue personalmente a buscarle y los dos santos vivieron juntos hasta la muerte del obispo. Aunque muy afligido de haber perdido a su padre en Cristo, Hilario no pudo menos de regocijarse ante la perspectiva de volver a Lérins. Había ya emprendido el viaje, en efecto, cuando unos mensajeros de Arles le comunicaron que la ciudad deseaba elegirle arzobispo. Hilario no tuvo más remedio que aceptar y fue consagrado a los veintinueve años de edad.
El santo siguió practicando, en su alta dignidad, las austeridades del claustro, al mismo tiempo que desempeñaba con enorme energía sus deberes pastorales. Apenas se permitía lo indispensable para la vida, empleaba la misma capa en verano e invierno y viajaba siempre a pie. Además de consagrar a la oración las horas prescritas, practicaba también el trabajo manual y daba el producto a los pobres. Su celo por el rescate de los cautivos era tan grande, que vendió los objetos preciosos de las iglesias y se contentó con un cáliz y una patena de vidrio. Era un gran orador y sabía adaptar su lenguaje a las diversas circunstancias, de suerte que hasta los más ignorantes podían entenderle. El santo obispo construyó varios monasterios y visitó infatigablemente todos los de su diócesis, resuelto a conservar un alto nivel de disciplina y buenas costumbres entre sus sufragáneos y su clero. San Hilario presidió varios sínodos; pero su celo y tal vez su temperamento, un tanto autoritario, le pusieron más de una vez en graves dificultades. Los límites de la Provincia del metropolitano de la Galia del sur no habían sido nunca fijados exactamente. En una ocasión en que san Hilario se hallaba en el territorio en disputa, depuso a un obispo llamado Celedonio, acusado de haberse casado con una viuda antes de recibir las órdenes sagradas y de haber dictado una sentencia de muerte cuando era magistrado. Ambos cargos constituían impedimentos dirimentes para el episcopado. Celedonio fue a Roma y probó su inocencia ante el Papa san León Magno. En cuanto Hilario supo que Celedonio había ido a Roma, se dirigió allá también él. El santo asistió ahí a un Concilio, no para defender su causa, sino para probar que se trataba de un caso que caía bajo la jurisdicción de los representantes del Papa en la Galia y, ni siquiera se quedó a esperar la sentencia del Concilio. Sabía que le vigilaban y temía que le obligasen a comulgar con Celedonio, por lo que abandonó secretamente la ciudad y retornó a Arles. El Concilio dictó sentencia contra él. Poco después, fue acusado nuevamente ante la Santa Sede. San Hilario había nombrado a un obispo cuando su antecesor se hallaba agonizante, pero no había muerto aún. El antecesor recobró la salud, de suerte que los dos obispos empezaron a disputarse el gobierno de la diócesis. San Hilario apoyó al que él había nombrado, tal vez porque el otro obispo estaba demasiado débil para desempeñar sus funciones; pero san León, a cuya decisión se remitieron los contendientes, determinó con razón que el proceder de san Hilario había sido ilegal y podía conducir al cisma, le reprendió severamente, le prohibió nombrar obispos y transfirió la dignidad de metropolitano al obispo de Fréjus.
Sabemos muy poco sobre los últimos años de san Hilario, fuera de que siguió gobernando su diócesis con el mismo celo y que murió a los cuarenta y nueve años. Seguramente que se reconcilió con el Papa, ya que san León, en una carta que escribió a su sucesor en la sede de Arles, habla de «Hilario, de santa memoria». En base a pruebas muy insuficientes, algunos autores han acusado a san Hilario de semipelagianismo; pero, si bien el santo no estaba de acuerdo con los términos en que san Agustín había formulado la doctrina de la predestinación, sus opiniones personales eran perfectamente ortodoxas.
La biografía que se atribuye en Acta Sanctorum a un tal Honorato, supuesto obispo de Marsella (mayo, vol. II) , fue probablemente escrita por Reverencio, a principios del siglo VI. Se trata de una obra de edificación, que pretende reproducir las memorias de un contemporáneo de san Hilario y carece en realidad de valor histórico. Ver sobre este punto B. Kolon, Vita S. Hilarii Arelatensis (1925), y cf. Hefele-Leclerq, Histoire des Conciles, vol. II, pp. 477-478; Bardenhewer, Altkirchlichen Literatur, vol. IV, p. 571.