Né vers 315 dans une famille noble et païenne, il était marié et avait une fille (sainte Abra de Poitiers) lorsqu’il se convertit grâce à la Bible et demanda le baptême vers 345. Cinq ans plus tard, il fut élu évêque de Poitiers. Il combattit l’hérésie arienne, qui niait la nature divine du Christ, allant jusqu’à lancer l’anathème sur le pape Libère qui, pressé par l’empereur Constance II, avait rétabli les ariens dans la communion.
En 356, au concile de Béziers, il fut déclaré hors de la communion et exilé en Phrygie, où il put se livrer à l’étude des théologiens grecs et écrire son œuvre majeure, De Trinitate, l’un des exposés les plus décisifs sur le dogme de la sainte Trinité.
Sans doute parce que son éloquence gênait les ariens en Orient, Hilaire fut renvoyé dans son diocèse vers 360-361 ; au même moment, le concile de Paris de janvier 361, influencé par lui, condamnait l’arianisme et destituait les évêques ariens de Gaule. Hilaire s’employa encore à défendre la vraie foi, et, à sa mort en 368, il était parvenu à débarrasser la Gaule de l’hérésie arienne. Il fut proclamé Docteur de l’Eglise par le pape Pie IX.
Benoît XVI, au cours d’une audience générale en 2007, présentait ainsi sa méthode : « l’esprit de conciliation qui cherche à comprendre ceux qui n’y sont pas encore arrivés et qui les aide, avec une grande intelligence théologique, à parvenir à la plénitude de la foi, dans la divinité véritable du Seigneur Jésus Christ ».