О жизни святителя Феофила до пострижения нечего неизвестно. Иночество принял в Отенской обители. При святителе Ионе, архиепископе Новгородском, был протодиаконом и ризничим. По его кончине 5 ноября 1470 года, Феофил стал последним епископом Новгорода, избранным (15 ноября) по жребию на новгородском вече. Утвержден митрополитом Московским Филиппом I 15 декабря 1471 года.
Время его пастырства было трудным. Посадница Марфа Борецкая и ее приверженцы возмущали народ против великого князя Московского Иоанна III, некоторые из новгородцев склонились перейти на сторону Литвы и готовы были пойти на вероотступничество. Преподобный Феофил останавливал мятежных новгородцев: "Не изменяйте Православию или не буду пастырем отступников, уйду назад в смиренную келью, откуда извлекли вы меня на позорище мятежа". Однако народ не внимал словам пастыря разгорелась междоусобная война. Московский князь Иван III в марте 1471 года принял решение о походе на Новгород. После разгрома новгородского войска на Шелони Феофил вёл переговоры с великим князем, закончившиеся подписанием в местечке Коростыни (ныне в Шимском районе) московско-новгородского договора и поставлением его в архиепископы.
26 октября 1479 года Иван III вновь выехал в Новгород, чтобы ликвидировать остатки новгородской независимости. По его приказанию Феофил 19 (или 24) января 1480 года был смещён с кафедры, арестован и заточён в Чудовом монастыре. В 1483 году, находясь в заточении, подписал так называемую отречённую грамоту «архиепископом не именоваться и в смиреннейших пребывати до последняго издыхания», после чего был освобождён, но оставался в Москве.
По преданию, когда святитель Феофил лежал больной в Чудовом монастыре, во сне явился к нему Новгородский святитель Нифонт, похороненный в пещерах преподобного Антония Печерского, и напомнил об обещании поклониться Печерским чудотворцам. В 1484 году Феофил отправился в Киев на поклонение Киево-Печерским угодникам. Святой уже приближался к Днепру, как болезнь его усилилась, и он получил откровение, что хотя не дойдет живым до пещер, но тело его упокоится в них. Преподобный скончался в дороге. Погребён был в Дальних (Феодосиевых) пещерах Киево-Печерской лавры.
Его нетленные мощи хранятся в Дальних пещерах, недалеко от мощей Арсения Трудолюбивого и недалеко от подземной церкви Благовещения Пресвятой Богородицы.
В акафисте всем Печерским преподобным о нём сказано: "Радуйся, святителю Феофиле, пастырю добрый, яко за пасомых тобою и живот положити готов был еси".
Память его совершается также с Собором Дальних пещер 28 августа и во 2-ю Неделю Великого поста, с общим Собором Киево-Печерских отцов.