Святителя Питирима избрали и поставили на Пермскую кафедру после того, как страдальчески окончил жизнь его предшественник, святитель Пермский Герасим. До этого будущий епископ был архимандритом и настоятельствовал в Чудовом монастыре; известен он и как составитель канона святителю Алексию, митрополиту Московскому, и собиратель сведений о его жизни.

Приехав на кафедру, святитель прежде всего взялся мирить между собою зырян и вогулов. Он рассылал увещательные грамоты и послания, стараясь оградить свою паству от грабежа, и не боялся напоминать о верности клятвенным договорам даже князю Димитрию Шемяке. Предводитель вогулов Асыка пользовался княжескими раздорами и отдалённостью края от столицы: он разорял христианские селения и убивал беззащитных людей. В 1445 году новгородские владельцы земель на Выге и Двине, терпевшие от постоянного разбоя, выступили против вогулов и взяли Асыку в плен. Тот поклялся не тревожить более христиан, был отпущен — и стал ждать случая напасть на Усть-Вымь, считая епископа виновником своего поражения.

За эти годы святитель дважды побывал в Москве: в 1447 году, когда составлялось соборное послание к нарушившему клятву князю, и в 1448 году — при поставлении святителя Ионы на Московскую митрополию. Ещё он лично просил великого князя помочь зырянам. Кафедра его была разбросана на огромном пространстве, и епископ постоянно ездил по ней, проповедуя в храмах, в домах и просто под открытым небом; путешествия эти были опасны и полны лишений.

Проповедь принесла плоды: креститься начали и вогулы, кочевавшие по притокам Печоры. Это и вызвало ярость Асыки. 19 августа — источник называет 1455 либо 1456 год — он убил святителя, когда тот совершал освящение воды на мысу при слиянии рек Ваги и Вычегды. Сорок дней тело оставалось в гробу на месте кончины, пока ждали ответа на печальное известие, и, несмотря на знойное время, тление его не тронуло. Похоронили епископа в Усть-Вымском Благовещенском соборе, рядом с его предшественником Герасимом.

Память о преставлении святителя внесли в устав уже в 1522 году, а с 1607 года установили общее празднование трём Великопермским святителям — Герасиму, Питириму и Ионе, которые один за другим сменяли друг друга на Усть-Вымской кафедре. Мощи их несколько веков покоились под спудом в Благовещенской церкви; храм был взорван в 1936 году, а в 1995-м на его месте начали восстанавливать часовню, где сегодня стоит рака и может помолиться любой приезжий. Святителей на иконах принято писать в архиерейском облачении, с Евангелием в руках и благословляющей десницей.