Procopius blev født i det palæstinensiske Cæsarea mellem 490 og 507 og var grundigt uddannet og sandsynligvis uddannet som jurist. I 527 blev han rådgiver og sekretær for den unge general Belisarius, som dengang var kejserlig øverstbefalende i Mesopotamien mod perserne. I denne egenskab ledsagede Procopius Belisarius på mange af hans felttog og var ikke kun vidne til de persiske fjendtligheder, men også til nedkæmpelsen af Nika-oprøret (532), erobringen af det vandalske kongerige i Nordafrika (533-534) og – efter en tjenesteperiode i Nordafrika (534-536) – den første krig mod ostrogoterne i Italien (535-540). Procopius var i Konstantinopel i 542, hvor han observerede begyndelsen af den frygtelige pest, der ramte riget. Formentlig sluttede Procopius sig ikke til Belisarius på hans andet italienske felttog. Han synes at have haft regeringsposter i hovedstaden i resten af sin karriere.
Med udgangspunkt i sine erfaringer påbegyndte Procopius i løbet af 540’erne en formel historie om militære og politiske begivenheder i sin tid, hans History of the Wars, skrevet på fremragende græsk. Af de otte bøger beretter de to første om imperiets perserkrige fra begyndelsen af det 5. århundrede til omkring 550. De næste to bøger beskriver de vandalske krige og de efterfølgende begivenheder i Nordafrika frem til slutningen af 540-tallet. Tre andre bøger beskriver begge faser af de østgotiske krige fra 535 til 551. En supplerende ottende bog dækker begivenheder generelt mellem 548 og 554.
I mellemtiden synes Procopius’ holdning at have undergået en drastisk ændring. Han var tilsyneladende kølig personligt over for Justinian og hans gemalinde Theodora og synes i det mindste at have delt aspirationerne i deres regeringstid i de første år af deres regeringstid. De efterfølgende katastrofer og desillusioner gjorde ham sur – en proces, som man mener blev forstærket af, at han ikke opnåede alle de fremskridt, han forventede. Derfor komponerede Procopius omkring 550 De upublicerede afsnit (Tà anékdota), der nu er kendt som Historia arcana eller den hemmelige historie. Krigene, en offentlig og halvofficiel historie, havde været beregnet til cirkulation. I denne hemmelige erindringsbog, der ikke var beregnet til offentliggørelse, udgød Procopius sine frustrationer i form af latterliggørelse og fornærmelser af Belisarius, af hans kone Antonina, af kejserinde Theodora og frem for alt af Justinian selv. Kejseren beskrives som ondskabsfuld, rapkæftet, en ødelægger af alle etablerede ordener og traditioner, og i realiteten en ond dæmon.
Men selv om Procopius var objektiv og skeptisk over for religiøse spørgsmål, planlagde han en kirkelig historie om Justinians regeringstid, men dette værk gik enten tabt eller blev ikke realiseret. I midten af 550’erne komponerede Procopius imidlertid en redegørelse for Justinians arkitektoniske program med titlen On the Buildings (Om bygningerne). Den er organiseret geografisk i seks bøger, men er ufuldstændig som planlagt, idet den mangler et afsnit om Italien.
Procopius synes at have fået nogle højere stillinger ved hoffet sent i livet. Han er sidst specifikt hørt om i 559, og datoen for hans død er ukendt.