Postanowił oddać się na wyłączną służbę Bożą. Udał się na pustynię, gdzie podjął życie w surowej ascezie u św. Polemona. Potem udał się do miejscowości Tabenna, gdzie prowadził życie samotne. Z wolna zaczęli przyłączać się do niego uczniowie. Z czasem (w latach 320-325) powstał duży klasztor. W następnych latach Pachomiusz założył jeszcze 8 podobnych zespołów mniszych. Po pewnym czasie zarząd nad klasztorem powierzył swojemu uczniowi, św. Teodorowi, a sam przeniósł się do Phboou, skąd rządził wszystkimi klasztorami-eremami. W czasie prześladowania udzielił schronienia św. Atanazemu.

We wszystkich eremach Pachomiusza obowiązywały następujące zasady: prowadzono życie wspólne, wykonywano prace ręczne, z której mnisi utrzymywali siebie oraz ubogich; każdy mieszkał w oddzielnym szałasie, a zbierano się wspólnie jedynie na posiłek i pacierze. Do odprawiania Mszy świętej zapraszano okolicznych kapłanów. Pachomiusz był bowiem przeciwny udzielaniu mnichom święceń kapłańskich, by nie wyróżniali się od reszty braci. Szczególny akcent kładł na cnoty ubóstwa i posłuszeństwa.

Zmarł 9 maja 347 r. Zostawił 9 założonych przez siebie eremów męskich i jeden żeński, w których łącznie było kilka tysięcy mnichów. Po jego śmierci zarząd nad wszystkimi objął św. Teodor (+ ok. 368).

Dla nadania trwałości swemu dziełu, Pachomiusz zostawił regułę pisaną, którą w roku 402 św. Hieronim przełożył na język łaciński. Koptyjski oryginał tej reguły zachował się jedynie we fragmentach. Można więc nazwać Pachomiusza pierwszym z ascetów, który nie tylko zakładał osady mnichów, ale także napisał dla nich regułę. Jego ciała nie udało się odnaleźć, gdyż w swojej pokorze zobowiązał następcę, by jego ciało zostało w ukryciu. W Kościele wschodnim doznaje wielkiej czci. W Etiopii do dziś pokazują drewniany krzyż, który według podania ma pochodzić od Pachomiusza.