Родился в Вологде около 1530 г. и был воспитан в благочестии и страхе Божием. Достигнув совершеннолетия, по настоянию родителей святой вступил в брак и имел дочь, но семейная жизнь не отвлекала святого от деятельной любви к Богу. Он усердно посещал церковь, много молился дома, особенно ночью. По смерти родителей и супруги, отдав все свое состояние родственникам на воспитание дочери, Феодосий удалился в Вологодский Спасо-Преображенский монастырь преподобного Димитрия Прилуцкого и, приняв здесь постриг, смиренно нес все нелегкие монастырские послушания: колол дрова, пек хлебы, молол муку, исполняя все с усердием.
Отправившись по поручению игумена обители в Тотьму смотреть за монастырскими солеварнями, он заботливо относился к рабочим и был к ним кроток и милостив. Управление его было таково, что никогда прежде солеварни не приносили столько дохода, как при нем. После того, как жители Тотьмы стали переселяться на новое место, преподобный пожелал основать в этих местах монастырь. Население Тотьмы и окрестных деревень, знавшее и любившее преподобного Феодосия еще на варницах, услышав об этом, приходило к нему и приносило все необходимое для жизни. В 1554 г., получив царскую несудимую грамоту и в благословение от Прилуцкого монастыря икону Богоматери (известную теперь под именем «Суморинской» чудотворной), преподобный Феодосий приступил к устроению монастыря и в течение одного года, при помощи соседних жителей поставил деревянную церковь, трапезу, келлии и другие необходимые постройки.
Сам получивший в юности хорошее образование, святой стремился к духовному просвещению братии и со временем собрал в обители обширную библиотеку. Старанием преподобного была восстановлена и запустевшая Ефремова пустынь в том же Тотемском округе. Будучи настоятелем теперь уже двух обителей, преподобный Феодосий постоянно находился в молитве и трудах, являя пример братии. Провидя скорую кончину, святой оставил духовное завещание, в котором, в частности, настойчиво подчеркивал необходимость церковной молитвы за всех усопших, и мирно почил 28 января 1568 г. Известно около 150 посмертных чудес преподобного.
2 сентября 1796 г. при перестройке храма были обретены нетленные мощи святого, которые ныне почивают в Вознесенском храме г. Тотьмы.