Будущий святитель родился в 1644 году (по др. источникам – 1645 г.) на Смоленщине, в городе Вязьме.
В возрасте 20 лет Прокопий принял постриг с именем Питирим. Молодой монах Питирим, снискавший уважение братии, в 1677 году был избран настоятелем монастыря. Новый игумен преуспел в деле благоустройства и улучшения внутренней жизни обители.
В 1684 году его возвели в сан архимандрита, а 15 февраля 1685 года Патриарх Иоаким (1674-1690) вызвал его в Москву и рукоположил во епископа Тамбовского.
Святитель взялся за постройку двухэтажного каменного кафедрального собора на месте ветхого деревянного храма в честь Преображения Господня с приделом во имя святителя Николая. Питирим Тамбовский не только внимательно следил за постройкой храма, но и сам участвовал в строительных работах. Окончания же строительства Тамбовскому епископу не суждено было видеть. Кончина святителя последовала 28 июля 1697 года (53 года)
Он устроил для священнослужителей специальную школу, где под его руководством воспитывались достойные пастыри Церкви.
Святой архипастырь постоянно заботился о примирении с православной церковью отпавших от нее раскольников, о присоединении к ней иноверцев. Глубокое благочестие, деятельное сострадание к ближним и мудрое терпение святителя в беседах с раскольниками и иноверцами располагали их к полному доверию его словам.
Родная сестра святителя Екатерина стала первой настоятельницей основанного им в 1690 году Вознесенского женского монастыря.
Святитель Питирим много молился и учил молитве своих пасомых. Он ежедневно присутствовал на богослужении и часто сам совершал священнодействия. В тех же случаях, когда святитель не служил, он пел на клиросе, научая клириков правильному церковному пению и чтению. В своей келлии святитель особенно часто молился перед иконами Девпетерувской Божией Матери и святителя Николая.