Valeriano accedió con la condición de que le mostrara al ángel. Cecilia le contestó que para verlo bastaba con que él creyera en el Dios vivo y verdadero y recibiera el bautismo. Su flamante esposo accedió y fue instruido y bautizado por el obispo de Roma, el papa Urbano I. Por la convicción del joven romano, también se bautizó su hermano, llamado Tiburcio. Una vez conversos, ambos se dedicaron a enterrar los cuerpos de cristianos que eran asesinados por las autoridades.
La persecución se incrementó y alcanzó a Cecilia, Valeriano y Tiburcio. Primero fue sobre los hombres, quienes fueron ejecutados por esgrimir la fe de Cristo. Cuando llegó el turno de la mujer, se le ordenó que volviera al culto de Júpiter, Marte y Juno, algo a lo que ella se negó, y que le valió una condena de muerte.
En este punto sucedieron los hechos que cimentan su liturgia: comunicándose con Jesús a través del canto, Cecilia logró sortear la muerte en sus dos primeras ejecuciones, en la que intentaron ahogarla y luego hundirla en agua hirviente. La tercera vez intentaron degollarla, y según se cree, tres veces falló la espada sobre la cabeza de la joven. Aunque quedó herida, vivió tres días más, antes de ser enterrada como cristiana por el papa Urbano.
El culto de Cecilia creció en Roma a medida que se masificó la religión cristiana, tolerada legalmente a partir del edicto de Milán del año 313. En el siglo V, la Basílica de Santa Cecilia se edificó en el barrio Trastévere de esta ciudad europea. Quienes entran allí pueden ver la famosa representación del escultor Stafano Maderno, donde se ve a la santa recostada sobre el lado derecho, como si estuviera dormida.
El papa Gregorio XIII nombró a Santa Cecilia patrona de los músicos en 1594, ya que había mostrado un amor especial hacia esta disciplina en sus cantos, los cuales le habían dado un contacto directo con Jesús, y le protegieron la vida en varias ocasiones. Por el amor que mostró hacia el arte como forma de salvación, su nombre quedó asociado a la música para siempre.
