Την περίοδο της βασιλείας του αυτοκράτορα Νουμεριανού, ο κυβερνήτης Θεόδωρος ξεκίνησε έναν διωγμό εναντίον των χριστιανών. Μεταξύ των μαρτύρων ήταν και ο νεαρός Θαλλέλαιος, γιατρός που θεράπευε τους ασθενείς του χωρίς να ζητάει χρηματικό αντίτιμο. Συνελήφθη και οδηγήθηκε σε δίκη, κατά τη διάρκεια της οποίας ομολόγησε την πίστη του στον Χριστό. Ο κυβερνήτης, βλέποντας το ψυχικό του σθένος, προσπάθησε να τον αναγκάσει να προσφέρει θυσία στους θεούς των ειδωλολατρών, εκείνος, όμως, αρνήθηκε, δηλώνοντας πεισματικά πως δεν θα προσκυνούσε τους δαίμονες.
Ο κυβερνήτης, οργισμένος, διέταξε να τον βασανίσουν. Ωστόσο, χάρη σε θεϊκή παρέμβαση, ο άγιος άντεξε κάθε εξευτελισμό, ενώ το σώμα του γιατρευόταν διαρκώς από τις πληγές και υπέμενε με ευκολία τον πόνο. Οι βασανιστές του τον κρέμασαν, τελικά, σε ένα δέντρο. Δύο πιστοί που είδαν το γεγονός αυτό ομολόγησαν και αποκεφαλίστηκαν. Ο Άγιος Θαλλέλαιος συνέχισε να προσεύχεται στον Χριστό. Όταν τον έριξαν στη θάλασσα, αναμένοντας τον σίγουρο πνιγμό του, εκείνος επέστρεψε με λευκά ενδύματα, γεγονός που τρόμαξε τον κυβερνήτη και τους υπόλοιπους παρεβρισκόμενους.
Τελικά, αποφασίστηκε να ρίξουν τον άγιο στα άγρια θηρία, τα οποία όμως δεν τολμούσαν να τον αγγίξουν. Ακόμη και μια αρκούδα, τον πλησίασε και ξάπλωσε ήρεμη στα πόδια του. Οργισμένος ο κυβερνήτης διέταξε να τον θανατώσουν με ξίφος. Ο άγιος, αποδεχόμενος το μαρτυρικό του τέλος, πέθανε στις 20 Μαΐου, κερδίζοντας την αιώνια ζωή κοντά στο πρόσωπο του Κυρίου ημών Ιησού Χριστού.
