Родился в семье врача; в 1895—1899 годы учился в школе Коницы, с 1901 года — в Янине, с 1903 года — на гимназическом отделении Богословского училища на Халки. Окончил последнее в 1910 году, защитив диссертацию «Об избрании Константинопольских Патриархов с эпохи Константина Великого до падения Константинополя».
В марте 1910 года принял монашеский постриг с именем Афинагор и был рукоположён в диакона; с июля того же года — помощник митрополита Пелагонийского Стефана в городе Монастир.
В марте 1919 года был назначен первым секретарем Священного Синода Афинской Архиепископии (ЭПЦ; архиепископ — Мелетий Метаксакис, впоследствии Патриарх Мелетий IV). В декабре 1922 года был избран митрополитом островов Ке?ркира и Па?кси; хиротонисан в пресвитера, затем епископа.
30 августа 1930 года Патриархом Фотием II и Синодом, с согласия Элладской Церкви, был назначен архиепископом и экзархом Северной и Южной Америки. Реорганизовал управление и строй находившейся в смятении и разладе архиепископии в сторону максимальной централизации (де-факто упразднив должности епархиальных архиереев); 1931 году вступил в действие новый устав архиепископии, действовавший до 1977 года; количество общин возросло со 119 до 350; основал ряд учебных заведений, в частности, семинарию Святого Креста в Бостоне (1947).
По отречении 18 октября 1948 года Патриарха Максима V, Синодом Патриархата при повторном голосовании 1 ноября 11-ю голосами из 17-и был избран на патриарший престол. Стал первым патриархом, после падения Константинополя, не имевшим турецкого (оттоманского) подданства на момент избрания. 26 января 1949 году прибыл в Стамбул на борту самолета Президента США Гарри Трумэна; на следующий день в соборе святого Георгия в Фанаре состоялась интронизация.
Патриарх Афинагор не признавал существования ересей вообще. В ответ на рассказ Оливье Клемана о некоем богослове, который повсюду видит ереси, Афинагор сказал:
А я не вижу их (ереси) нигде! Я вижу лишь истины, частичные, урезанные, оказавшиеся иной раз не на месте и притязающие на то, чтобы уловить и заключить в себе неисчерпаемую тайну...
Патриарх Афинагор содействовал примирению христианских церквей Востока и Запада. По инициативе Афинагора в 1964 году состоялась его встреча с папой римским Павлом VI в Иерусалиме (первая встреча предстоятелей Православной и Римско-католической церквей с 1439), после чего были отменены взаимные анафемы, существовавшие с 1054 года (см. Раскол христианской церкви (1054)).