Аполлония устояла жестоким пыткам и отказалась отречься от христианства. О её мученичестве пишет в «Церковной истории» Евсевий Памфил, приводя письмо об этих событиях александрийского патриарха Дионисия I Великого к антиохийскому патриарху Фабию:
Язычники схватили также Аполлонию, дивную старушку-девственницу, били по челюстям, выбили все зубы; устроили за городом костер и грозили сжечь её живьем, если она заодно с ними не произнесет кощунственных возгласов. Аполлония, немного помолившись, отошла в сторону, прыгнула с разбега в огонь и сгорела.
— Евсевий Памфил. «Церковная история». VI,41
Святая Аполлония скончалась 9 февраля248 или 249 года. Исходя из характера мучений атрибутами святой Аполлонии стали зубы или щипцы.
Поздние легенды называют Аполлонию римской мученицей, пострадавшей в период правления Юлиана Отступника.
Dieter Pack: Die historische Entwicklung des Apollonia-Kults unter besonderer Berücksichtigung des sog. «kleinen Andachtsbildes». (= Würzburger medizinhistorische Forschungen; Bd. 85). Königshausen und Neumann, Würzburg 2005, ISBN 3-8260-3206-3, zugleich Dissertation, Universität Würzburg 2003 (Volltext (недоступная ссылка))
