San Nereo es, junto con su hermano san Aquileo, de la primera hornada de mártires del cristianismo. Fue convertido a la fe por la predicación de san Pedro. Estaban ambos hermanos al servicio de Domitila, prometida de Aurelio, hijo del cónsul, en calidad de eunucos. Ambos hermanos consiguieron convertir a su señora, a la que convenció no menos su conducta que sus palabras. Habiéndose hecho cristiana, Domitila prefirió servir a Dios mejor que a Aurelio, por lo que se volvió atrás de su promesa de matrimonio. Fue desterrada por ello a la isla Poncia, llevándose a Nereo y Aquileo. Fueron perseguidos en la isla por el prefecto Aureliano. Pasaron a Terracina, esperando tener allí más sosiego, pero allí se cuidó el prefecto Minucio Rufo de torturarlos con más crueldad todavía, con la esperanza de hacerlos renegar de su fe. En vista de que no cedían ni ante el potro del tormento, ni ante los hierros candentes, los decapitó por fin. Fueron sepultados en una propiedad de Domitila, en la vía Ardeatina, cerca de Roma.

La onomástica de los Nereos (y los Aquileos) se celebra el 12 de mayo, día en que sufrieron martirio. Su fiesta se viene celebrando en Roma con gran solemnidad ya desde el siglo VI. También pueden celebrarla el 16 de octubre, en que se conmemora el martirio de san Nereo africano, que lo sufrió junto a san Saturnino y otros 365 compañeros por orden de Genserico, rey de los vándalos.