Роден е в София на 15 октомври 1945 година със светско име Симеон Николов Димитров в работническо, безпартийно и силно религиозно семейство. Брат му, доц. Димитър Димитров, е главен диригент на църковния хор в храм-паметника „Св. Александър Невски”.
След завършване на основното си образование, през есента на 1959 г., е приет за ученик в Софийската духовна семинария в гара Черепиш, курсът на която завършва през 1965 г. От септември 1967 г. е студент в Духовната академия „Свети Климент Охридски”, която завършва през 1971 г. От есента на 1971 г. до 1973 г. е на богословска специализация в Катедрата по църковно пеене при Московската духовна академия.
На 1 септември 1973 г. е назначен за преподавател по източно църковно пеене и диригент на студентския хор при Духовната академия. Четири години по-късно става старши преподавател по източно църковно пеене и богослужебна практика в Духовната академия, където преподава до края на 1980 г.
Неофит е подстриган за монах на 3 август 1975 г. в Троянския манастир. През следващия месец става диригент на Софийския свещенически хор. На 25 март 1976 г. патриарх Максим го ръкополага за йеромонах, а на 21 ноември 1977 г. отново патриархът го въвежда в архимандритско достойнство в софийската катедрала „Света Неделя”. От 1 януари 1981 г. до декември 1985 г. архимандрит Неофит е протосингел на Софийската митрополия.
На 8 декември 1985 г. в патриаршеската катедрала „Свети Александър Невски“ е хиротонисан в епископски сан с титлата Левкийски и е назначен за втори викарий на софийския митрополит.
На 1 декември 1989 г. епископ Неофит е избран за ректор на Духовната академия, а след възстановяването на академията като Богословски факултет в Софийския университет „Свети Климент Охридски” на 26 юли 1991 г. е избран и за пръв негов декан. Заема поста до януари 1992 г., когато е назначен за главен секретар на Светия Синод. Като главен секретар на Светия Синод и председател на църковното настоятелство при храм-паметника „Свети Александър Невски”, по време на разкола в БПЦ, изиграва важна роля в преговорите за освобождението на окупираната Синодална палата.
На 27 март 1994 г. е избран, а от 3 април същата година е и канонически утвърден за Доростолски и Червенски митрополит. През 2001 г. Петият църковно-народен събор взема решение да раздели Доростоло-Червенската епархия на Русенска и Доростолска епархия, а Неофит е титулуван русенски митрополит.
След кончината на патриарх Максим, на 10 ноември 2012 г. с тайно гласуване Неофит е подкрепен от 12 присъствали митрополити за наместник-председател на Българската православна църква. На 24 февруари 2013 г. на Патриаршеския избирателен църковен събор е избран за патриарх на Българската православна църква с 90 гласа срещу 47 за митрополит Гавриил Ловчански.
Във връзка със 70-годишния му юбилей през 2015 година е удостоен от президента Росен Плевнелиев с орден „Стара планина”, първа степен, за изключителния му принос към България.
На 29 ноември 2023 г. канцеларията на Светия Синод известява, че Негово Светейшество Българският патриарх и Софийски митрополит Неофит е хоспитализиран в болница по повод на белодробно заболяване.
Патриарх Неофит почива на 13 март 2024 в 22:22 часа от многоорганна недостатъчност във Военномедицинска академия в град София.
Извънредно заседание на Светия синод ще има днес, по повод кончината на Негово Светейшество Българския патриарх и Софийски митрополит Неофит. На него се очаква да бъде определена датата за поклонението и погребението на патриарх Неофит.
Светият синод определя и датата за свикване на Патриаршеския избирателен църковен събор и разпорежда с окръжно писмо на епархийските митрополити да свикат във всяка епархия в определен неделен ден епархийските избиратели.
„Избираемият за Български патриарх и Софийски митрополит трябва да притежава следните качества – да е на служение като епархийски митрополит на Българската православна църква, да е не по-млад от 50 години, да е управлявал епархия като митрополит поне пет години, да се отличава с правилни мисли върху православната вяра и с точно спазване на църковния ред”, се казва в Устава на БПЦ-БП.
Българският патриарх и Софийски митрополит се избира от Патриаршески избирателен църковен събор, който се състои от архиереите – митрополити и епископи на Българската православна църква, по петима представители на всяка епархия – трима клирици и двама миряни, а от Софийската епархия десет представители – шестима клирици и четирима миряни, по един представител на ставропигиалните манастири, избран от съответния манастирски събор, по двама от всяка епархия – представители на епархийските манастири – един монах и една монахиня, определени от съответния епархийски митрополит, по един представител на средните духовни училища, определени от ръководствата им.
Парламентът започна днешното си заседание с минутно мълчание в помен на патриарх Неофит.