Коли батько дізнався про віру дочки, Варвару жорстоко катували: бичували воловими жилами, а рани розтирали волосяницею. Правитель міста Мартіан дав батьку право здійснити суд над дочкою, який обезголовив святу Варвару. Діоскура і Мартіана спіткала відплата, обидва вони були спалені блискавкою. Разом зі святою Варварою була страчена свята Іуліанія, яка відкрито оголосила себе християнкою під час тортур святої Варвари.

У VI столітті мощі святої великомучениці були перенесені до Константинополя. У 1108 році царівна Варвара, дочка візантійського імператора Олексія Комніна, перед від'їздом в Київську Русь попросила в дар у свого батька святі мощі. Чоловік її, великий князь Святополк Ізяславович (у хрещенні - Михаїл), що збудував роком раніше в Києві кам'яну церкву, з почестями поклав там святі мощі великомучениці і заснував Михайлівський Золотоверхий чоловічий монастир. Під час нашестя Батия мощі були приховані, а потім знов повернені на колишнє місце.

На початку XVIII століття київським митрополитом Іоасафом (Кроковським) був складений акафіст святій великомучениці Варварі. 

Після руйнування Золотоверхого Михайлівського монастиря в 30-х роках минулого століття мощі святої Варвари зберігаються у Володимирському соборі в Києві.