Епископ Тульский Онисим родился 5 сентября 1872 г. в деревне Марково Белозерского уезда Новгородской губернии в семье псаломщика Владимира Пылаева и в крещении был наречен Михаилом. В 1896 г. юноша окончил Новгородскую духовную семинарию и стал служить псаломщиком в крепостной церкви в турецком городе Карсе. В 1904 г. он был рукоположен во иерея и назначен полковым священником. Когда началась война 1914 года, отец Михаил вместе с полком отправился на фронт и прошел со своей паствой – солдатами – всю войну. За это был возведен в сан протоиерея.
В январе 1918 г. отец Михаил приехал в Нижний Новгород, где служил священником Свято-Троицкой Верхне-Посадской церкви. Во время возникновения обновленческого раскола одним из центров раскола стал Нижний Новгород, в котором архиепископ Евдоким возглавил обновленчество. Протоиерей Михаил стал энергичным противником раскола, чем вызвал немалую ненависть у них.
13 марта 1926 г. пострижен в монашество с именем Онисим, через два дня хиротонисан во епископа Красно-Бакинского, а через месяц, 13 апреля того же года, назначен епископом Воткинским. В 1928 г. епископ Онисим был осужден и заключен в Соловецкий лагерь особого назначения.
После освобождения, в 1933 г., епископ Онисим был назначен Управляющим Тульской епархией. Его прибытие в Тулу совпало с очередной разрушительной кампанией против Церкви. Как и по всей стране, в Туле и губернии были закрыты большинство храмов, разрушены наиболее древние и почитаемые из них, в том числе Казанский собор, Крестовоздвиженская, Сретенская, Троицкая, Николо-Часовенская церкви. Не боясь наветов обновленцев и репрессий властей, епископ Онисим совершал постриги. Архиерейские службы владыка проводил в основном в одном из древнейших храмов Тулы – Ильинской церкви. Небольшой (бывший приходской) храм бывал переполнен. Даже в обычные дни многие стояли на улице, храм не вмещал всех молящихся.
Власти не могли допустить усиления православного влияния в Туле, ведь за те два года, что епископ Онисим пробыл в городе, люди стали связывать с его именем надежды на возрождение веры и духовности, перемен жизни к лучшему. 18 декабря 1935 г. епископ Онисим (Пылаев) был вновь арестован. Вместе с ним были арестованы еще 26 человек, в основном священники и монашествующие. Обвинение было стандартным, «контрреволюционная деятельность».
16 апреля 1936 г. епископ Онисим был приговорен к пяти годам ссылки в Северный край. Но недолго пришлось прожить епископу Онисиму в ссылке, поднялось очередное гонение на Церковь, и в Рождественский сочельник, 6 января 1938 г., он был арестован и заключен в тюрьму в Каргополе. 13 января тройка НКВД приговорила владыку к высшей мере наказания. Епископ Онисим (Пылаев) был расстрелян 27 февраля 1938 г. в Архангельске и погребен в безвестной общей могиле.