Din cauza prigoanei împotriva creștinilor, este nevoit să părăsească scaunul episcopal, dar revine, după ce Liciniu este învins de Constantin cel Mare.

Însă Dorotei va apuca și a doua prigoană, din vremea lui Iulian Apostatul (361- 363), care visa să reîntoarcă Roma la epoca zeilor păgâni.

Bătrânul este din nou nevoit să-și lase scaunul și pleacă în exil, în Tracia. Acolo este prins de dregătorii lui Iulian, la Odisopole (Varna de azi), unde, pentru că refuză să se lepede de Hristos, suferă chinuri și moarte de mucenic, având 107 ani.

Sfântul Dorotei al Tyrului fost un mare cărturar, lăsând numeroase scrieri în greacă și latină, printre care „Viețile Prorocilor și ale Sfinților”.