アウレリアヌスはローマ属州パンノニアの州都シルミウムの出身であるが、その出自には諸説があり、父は農民から身を起した軍人、母は太陽神を祭る巫女であったとも伝えられる。いずれにしても低い身分の出であった。一介の軍団兵から軍キャリアを起した後、ケントゥリオ、トリブヌス等へ昇進を重ねた。皇帝ヴァレリアヌスによって抜擢されたことがアウレリアヌスの名を広めた契機となり、ガリエヌス帝統治下の268年に起こったナイススの戦いに於いてゴート族の騎馬隊を撃退する活躍を見せた。皇帝クラウディウス・ゴティクスの下では騎兵の総司令官を勤めた(クラウディウス・ゴティクスと共にガリエヌスの暗殺に関わったという説もある)。270年1月にクラウディウス・ゴティクスが病死した後、クィンティルスが即位したが、蛮族の侵入、ローマ帝国の分裂という危機的な状況の下、危機に強い優秀な軍人という理由で軍によって皇帝に推挙され、クィンティルスを破って、名実共にローマ皇帝となった。
デキウス帝が戦死するようにローマにとって北方蛮族の侵入は難問であり、アウレリアヌスの代でも激化の一方であった。クラウディウス・ゴティクスの時期にゴート族を撃破したことで小康状態にあったものの、クラウディウス・ゴティクスの死とその後の混乱で再び北方異民族の動きが活発化しつつあった。
271年、アラマンニ族がポー平野に入り町を略奪しながら、イタリアに向かって侵入した。アラマンニ族は40,000の騎兵及び80,000の歩兵を以てドナウ川及びポー川を渡り、プラセンティア(Placentia、現:ピアチェンツァ)を占領して、ファーノに向かって進んだ。ヴァンダル族に備えるべくパンノニアにいたアウレリアヌスはイタリアに入ったものの、ローマ軍はアラマンニ族にプラセンティア近郊で待ち伏せに遭って一旦は敗北したものの、アウレリアヌスはポー川と再交差するパヴィアまで行軍しメタウロ川(Metaurus)の近くで宿営していたアラマンニと交戦( ⇒ファーノの戦い)してこれを撃破。更にパウィア近郊での3度目の決戦でアレマンニ族の軍を壊滅させ、アレマンニ族を北方へ退けた(これにより「Germanicus Maximus」の称号を受けた)。
また、アウレリアヌスはバルカン半島へ侵入したゴート族と戦い、ゴート族の族長Cannabaudesを討ち取り、ゴート族もドナウ川以北へと退けた(これにより「Gothicus Maximus」の称号も得た)。北方蛮族の侵入をひとまずは食い止めたものの、ドナウ川の北側に位置し防衛が極めて困難であったダキア属州をゴート族へ譲渡すると共にドナウ川の南にセルディカ(Serdica、現:ソフィア)を州都として新ダキア属州を新設し、ドナウ川南岸を防衛線とする体制を構築した。
再三にわたってイタリア本土へ侵攻する北方異民族に対して、ローマを守る必要に迫られたアウレリアヌスは王政ローマ期以来となるローマを囲む城壁を構築し始めたが、完成はプロブス帝の時期となる。
シリアやパレスチナ等のローマの東方属州を支配するパルミラ王国はアウレリアヌスを皇帝として認めていたものの、国王であるウァバラトゥス(ゼノビアの息子)は「アウグストゥス」を自称していた。アウレリアヌスはパルミラへ降伏を呼びかけたものの抗戦の姿勢を示したことから、272年にアウレリアヌスは軍を率いてパルミラ領へ入った。
ビザンティウムとティアラで抵抗があったものの、これを下し降伏後に寛大な処置を取ったことから、多くの都市が無血で開城した。パルミラ軍とはアンティオキア及びエメサ近郊での2度の戦闘にいずれも勝利を収めた(ウァバラトゥスはこの際に戦死したとされる)。ゼノビアはパルミラ市へ籠城して、ローマ軍の兵站切れを狙ったものの、エジプトを制圧したプロブス軍がパルミラへ来援して補給路を確立させたことから、不利を察したゼノビアはペルシア(サーサーン朝)への逃亡を図ったが、ユーフラテス河畔でゼノビアを捕虜とした。こうしてパルミラ王国を崩壊に追い込み、東方属州の回復に成功した。また、パルミラ王国の崩壊後にエジプトで皇帝を僭称し、ゼノビアの盟友を自称したフィルムスを破った。
パルミラで勝利を収めたアウレリアヌスは東方を後の皇帝プロブスに委ね、西方属州に割拠していたガリア帝国に目を向けた。274年、ガリア皇帝テトリクスは帝位を返上してガリア帝国をローマへ復帰させることを望んでいたため、アウレリアヌスと示し合わせた上で、シャロン=アン=シャンパーニュで対陣した後にローマへ降伏。西方属州もローマ帝国へ復帰することとなった。
アウレリアヌスは三分されていた帝国を再統一することに成功、274年ローマに於いて凱旋式を挙行、この際に征服した各民族と共にゼノビアを連行したことで話題を集めた。また、元老院より「Restitutor Orbis」(世界の修復者)の称号を得た。
国内政策では、粗製濫造されていた金貨・銀貨・銅貨の発行体制の再構築に乗り出し、これに絡んで不正を働いて(いたとされる)利益を得ていた通貨鋳造所職員がストライキを実施するもの、アウレリアヌスはこれを武力でもって鎮圧。一説には反乱に加わった職員や元老院議員ら約7,000名が死亡したとされる。
275年、シャープール1世が没した直後のサーサーン朝へ遠征に向かう途中、アウレリアヌスは秘書であったエロスを叱責した。これに身の危険を感じたエロスは謀略を仕組み、アウレリアヌスは味方に暗殺された(尚、後になってエロスの謀略が露見し、エロスは処刑された)。アウレリアヌスの突然の死は帝国に大きな衝撃となり、タキトゥスが即位するまで数ヶ月に渡って皇帝不在の時期が生じた。
旧約聖書のダニエル書の中で預言されていた北の王の一人ともされる。また、塩野七生は著書の中で「久々にローマ人の魂をもった皇帝」と評している。
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