Der zwischen 490 und 507 im palästinensischen Caesarea geborene Prokopius wurde gründlich ausgebildet und erhielt wahrscheinlich eine juristische Ausbildung. Im Jahr 527 wurde er Berater und Sekretär des jungen Generals Belisarius, damals kaiserlicher Befehlshaber in Mesopotamien gegen die Perser. In dieser Eigenschaft begleitete Procopius Belisarius auf vielen seiner Feldzüge und war nicht nur Zeuge der persischen Feindseligkeiten, sondern auch der Niederschlagung der Nika-Aufstände (532), der Eroberung des Vandalenkönigreichs in Nordafrika (533-534) und – nach einer Dienstzeit in Nordafrika (534-536) – des ersten Krieges gegen die Ostgoten in Italien (535-540). Procopius war 542 in Konstantinopel, wo er die Anfänge der schrecklichen Pest beobachtete, die das Reich heimsuchte. Vermutlich begleitete Prokopius Belisarius nicht auf seinem zweiten Italienfeldzug. Für den Rest seiner Laufbahn scheint er in der Hauptstadt Regierungsämter bekleidet zu haben.
Auf der Grundlage seiner Erfahrungen begann Prokopius in den 540er Jahren mit einer formellen Geschichte der militärischen und politischen Ereignisse seiner Zeit, seiner Geschichte der Kriege, die er in ausgezeichnetem Griechisch verfasste. Von den acht Büchern berichten die ersten beiden über die Perserkriege des Reiches vom Beginn des 5. Jahrhunderts bis etwa 550. Die nächsten beiden Bücher beschreiben die Vandalischen Kriege und die nachfolgenden Ereignisse in Nordafrika bis in die späten 540er Jahre. Drei weitere Bücher beschreiben die beiden Phasen der Ostgotenkriege von 535 bis 551. Ein ergänzendes achtes Buch behandelt die allgemeinen Ereignisse zwischen 548 und 554.
In der Zwischenzeit scheint sich Procopius‘ Haltung drastisch verändert zu haben. Offenbar stand er Justinian und seiner Gemahlin Theodora persönlich kühl gegenüber, zumindest scheint er die Bestrebungen der ersten Jahre ihrer Herrschaft geteilt zu haben. Die darauf folgenden Katastrophen und Enttäuschungen säuerten ihn – ein Prozess, der sich vermutlich noch dadurch verstärkte, dass er nicht alle erhofften Fortschritte erzielte. Daher verfasste Prokopius um 550 die Unveröffentlichten Abschnitte (Tà anékdota), die heute als Historia arcana oder Geheime Geschichte bekannt sind. Die Kriege, eine öffentliche und halboffizielle Geschichte, waren für den Umlauf bestimmt. In diesen geheimen Memoiren, die nicht zur Veröffentlichung bestimmt waren, ließ Prokopius seinen Frustrationen in Form von Spott und Beschimpfungen über Belisarius, seine Frau Antonina, die Kaiserin Theodora und vor allem über Justinian selbst freien Lauf. Der Kaiser wird als bösartig, raubgierig, als Zerstörer aller etablierten Ordnungen und Traditionen und in der Tat als böser Dämon dargestellt.
Obwohl Procopius in religiösen Fragen objektiv und skeptisch war, plante er eine Kirchengeschichte der Herrschaft Justinians, aber dieses Werk ging entweder verloren oder wurde nicht verwirklicht. Mitte der 550er Jahre verfasste Procopius jedoch einen Bericht über Justinians architektonisches Programm mit dem Titel On the Buildings. Geographisch in sechs Bücher gegliedert, ist es wie geplant unvollständig, da ein Abschnitt über Italien fehlt.
Procopius scheint in seinem späten Leben einige höhere Positionen am Hof erhalten zu haben. Das letzte Mal wird er im Jahr 559 erwähnt, und das Datum seines Todes ist unbekannt.