Γεννήθηκε στην Ταρσό της Κιλικίας και σπούδασε την ιατρική επιστήμη. Θεράπευε όσους είχαν ανάγκη και ιδιαίτερα τους φτωχούς οι οποίοι δεν είχαν την οικονομική δυνατότητα, να πληρώνουν. Συνάμα υπήρξε και λαμπρός κήρυκας του ευαγγελίου, οδηγώντας έτσι πολλούς ανθρώπους στην εκκλησία. Ο Άγιος Διομήδης όμως δεν έμενε μόνο στη γενέτειρά του, αλλά για τις ανάγκες των φτωχών και του ευαγγελίου μετακινείτο συχνά και σε άλλες πόλεις. Την εποχή που ο Διοκλητιανός κήρυξε διωγμό έναντι των χριστιανών, ο Διομήδης βρισκόταν στη Νίκαια της Βιθυνίας, όπου και συνελήφθη. Όταν όμως οι στρατιώτες πήγαν στο κελί του για να το οδηγήσουν στο μαρτύριο, ο Διομήδης είχε ήδη πεθάνει. Παρόλα αυτά τον αποκεφάλισαν ώστε ώστε να καταδείξουν ότι εκτέλεσαν τις εντολές τους<ref>Ε. Λέκκος, Οι Άγιοι Ανάργυροι, σελ. 30</ref>.