Valeriano, que até então era pagão, a respeitou, mas disse que somente acreditaria se contemplasse o Anjo. Desse desafio Cecília conseguiu a conversão do esposo que foi apresentado ao Papa Urbano, sendo então preparado e batizado, juntamente com um irmão de sangue de nome Tibúrcio. Depois de batizado, o jovem, agora cristão, contemplou o Anjo, que possuía duas coroas (símbolo do martírio) nas mãos. O Anjo colocou uma coroa sobre a cabeça de Cecília e outra sobre a de Valeriano, o que significava um sinal, pois primeiro morreu Valeriano e seu irmão por causa da fé abraçada e logo depois Santa Cecília sofreu o martírio, após ter sido presa ao sepultar Valeriano e Tibúrcio na sua vila da Via Ápia.
Colocada perante a alternativa de fazer sacrifícios aos deuses ou morrer, escolheu a morte. Ao prefeito Almáquio, que lembrava Cecília que tinha sobre ela direito de vida ou de morte, ela respondeu: "É falso, porque podes dar-me a morte, mas não me podes dar a vida". Almáquio condenou-a a morrer asfixiada; como ela sobreviveu a esse suplício, mandou cortar-lhe a cabeça. Nas Atas de Santa Cecília lê-se esta frase: "Enquanto ressoavam os concertos profanos das suas núpcias, Cecília cantava no seu coração um hino de amor a Jesus, seu verdadeiro esposo". Estas palavras, lidas um tanto por alto, fizeram acreditar no talento musical de Santa Cecília e valeram-lhe o ser padroeira dos músicos. Hoje essa grande mártir e padroeira dos músicos canta louvores ao Senhor no céu.
Santa Cecília, rogai por nós!