Ο Άγιος Αυτόνομος, όταν άρχισαν οι σκληροί διωγμοί του Διοκλητιανού, άφησε τη θέση του και κατέφυγε στους Σώρεους της Μικράς Ασίας.
Εκεί φιλοξενήθηκε στο σπίτι ενός πιστού χριστιανού, του Κορνηλίου, και συνέχισε να κηρύττει το Ευαγγέλιο. Στη συνέχεια ταξίδεψε στη Λυκαονία και την Ισαυρία, εξαπλώνοντας το ιεραποστολικό του έργο.
Πριν αναχωρήσει, χειροτόνησε διάκονο τον Κορνήλιο. Όταν αργότερα επέστρεψε στους Σώρεους και είδε ότι πολλοί είχαν ασπαστεί τον Χριστιανισμό χάρη στη δράση του, τον ανύψωσε στον βαθμό του ιερέα.
Αργότερα, μετά από περιοδείες σε διάφορες περιοχές του Ευξείνου Πόντου, επέστρεψε και πάλι κοντά στον Κορνήλιο, τον οποίο αυτή τη φορά χειροτόνησε επίσκοπο.
Το θεάρεστο έργο του Αγίου Αυτόνομου προκάλεσε την οργή των ειδωλολατρών, οι οποίοι τον λιθοβόλησαν θανάσιμα την ώρα που τελούσε τη θεία λειτουργία, το έτος 313 μ.Χ.
