Hij onderging een diepgaande spirituele transformatie die hem ertoe bracht afstand te doen van zijn bevoorrechte leven ten gunste van het monnikendom en uiteindelijk het bisschopsambt. Zijn reis begon met een diepe betrokkenheid bij religieuze teksten, vooral de brieven van de apostel Paulus.

Terwijl hij mediteerde over de leer van Paulus - die de nadruk legde op de vergankelijke aard van wereldse genoegens en rijkdom - ging Eucherius aardse genoegens zien als "slechts lege schaduwen die ons misleiden en verdwijnen". In 714 trad hij in de abdij van Jumièges, gelegen aan de oevers van de Seine in het bisdom Rouen, waar hij zich zes of zeven jaar wijdde aan gebed, studie en boetedoening. Zijn reputatie van heiligheid en wijsheid groeide aanzienlijk tijdens deze periode.

Na de dood van zijn oom Suavaric, bisschop van Orléans, streefden de geestelijkheid en de mensen van Orléans naar Eucherius' verkiezing voor de vacante zetel. Ondanks zijn aanvankelijke tegenzin en verlangen naar eenzaamheid, willigde Karel Martel - de burgemeester van het paleis en de feitelijke heerser van het Frankische koninkrijk - hun verzoek in. Zo werd Eucherius in 721 tot bisschop van Orléans gewijd.

Als bisschop zette hij zich onvermoeibaar in voor de hervorming van de geestelijkheid, de bevordering van het onderwijs en de zorg voor de armen. Zijn sterke verzet tegen het beleid van Karel Martel - met name de confiscatie van kerkelijke bezittingen om militaire campagnes tegen Moorse invasies te financieren - leidde uiteindelijk tot zijn verbanning. Zelfs in ballingschap bleef Eucherius anderen inspireren en begeleiden door middel van zijn lessen en brieven. De rest van zijn leven bracht hij door in gebed en contemplatie in het klooster van Sint-Truiden (ook bekend als Sint-Tron of Sarchinium), waar hij in 743 stierf.