Сергей Григорьевич Сахаров родился 2 июля по старому стилю 1887 года, в праздник Положения честной ризы Богородицы во Влахерне. Семья жила во Владимире: отец Григорий, родом из Суздаля, служил надворным советником, мать Матрона была из крестьян. Сергий был единственным сыном и назван в честь преподобного Сергия Радонежского; отца он потерял рано.

Главной его любовью с детства стало богослужение: он охотно ходил в приходскую церковь и никогда не тяготился длинными службами. Легко выучился рукоделию, умел шить и вышивать даже церковные облачения — это очень пригодилось потом, в ссылках и лагерях. Учение поначалу давалось нелегко, но Владимирскую семинарию и Московскую духовную академию он окончил успешно, углубившись в литургику и агиологию. Первый свой литургический гимн — тропарь Шуйско-Смоленской иконе Божией Матери — он написал ещё в духовном училище. Постриг с именем Афанасий совершил ректор академии епископ Феодор (Поздеевский).

Служение началось в Полтавской духовной семинарии, а в полную силу он вошёл в родной Владимирской. В 1917 году монашеский съезд избрал его членом Поместного Собора, где он работал в отделе по богослужебным вопросам. Тогда же началась работа над службой Всем святым, в земле Российской просиявшим. Ему принадлежала мысль взять для стихир по одной из Общей Минеи каждому лику святых, а канон расположить по областям, завершая каждую песнь тропарём Богородице перед чтимой в той земле иконой. Митрополит Сергий (Страгородский) добавил в службу свой тропарь, а готовый вариант рассматривал Патриарх Тихон.

В 1919 году во Владимире власти устроили публичный показ вскрытых мощей. Чтобы не дать случиться поруганию, владимирское духовенство под руководством иеромонаха Афанасия установило в Успенском соборе дежурство: когда двери открыли, начался молебен Владимирским угодникам, и вместо кощунства вышло торжественное прославление. 10 июля 1921 года его хиротонисали во епископа Ковровского.

Главной его болью стал не внешний натиск, а обновленческий раскол. Он заново освящал захваченные раскольниками храмы, увещевал отступников каяться вместе с приходом, запрещал общение с ними — но просил не питать к ним злобы. Первый арест последовал 30 марта 1922 года. Список мест, через которые он прошёл, длинный: тюрьмы во Владимире и Москве, ссылки Зырянская и туруханская, лагеря Соловецкий, Беломоро-Балтийский и Онежский, Мариинские в Кемеровской области, мордовские Темниковские. Саму тюрьму он называл изолятором от обновленческой эпидемии.

Именно в заточении сложилась служба русским святым: впервые по исправленному тексту её отслужили 10 ноября 1922 года в 172-й камере владимирской тюрьмы, вместе с другими заключёнными архиереями. Ему же принадлежат труд о поминовении усопших по церковному уставу и несколько молебных пений — об Отечестве, о находящихся в темницах, о прекращении войн.

Последний срок кончился в ноябре 1951 года, но свободы не дали: владыку поместили в дом инвалидов на станции Потьма, где режим почти не отличался от лагерного. Освободили его 7 марта 1955 года, и он поселился в посёлке Петушки Владимирской области. Служить разрешали только при закрытых дверях и без архиерейских регалий; в реабилитации в 1957 году отказали. Он получал до восьмисот писем в год и к праздникам посылал десятки посылок нуждающимся.

Скончался святитель 28 октября 1962 года, предсказав день заранее. В этот день и совершается его память.