Il suo martirio ci viene raccontato in una Passio greca in cui si narra che Caterina, una giovane cristiana di origine nobile, invitata dall’imperatore a sacrificare agli dei, si rifiutò esortandolo a conoscere Dio, creatore del mondo, e suo figlio Gesù Cristo; colpito da tanta fermezza, cercò di farla convincere dai suoi filosofi, che però vennero confutati dalla sapienza della giovane e si convertirono, venendo per questo condannati a morte e arsi vivi. Il sovrano tentò allora di sedurla con l’offerta di matrimoni e di ricchezze, ma lei rifiutò e fu incarcerata. Allorché le fu tagliata la testa, invece del sangue dal collo sgorgò del latte e il suo corpo fu trasportato dagli angeli sul Monte Sinai. Nonostante certi luoghi comuni a carattere leggendario presenti nel testo, la figura di questa martire coinciderebbe con un personaggio realmente esistito, una giovane di Alessandria ricordata da Eusebio; inoltre, il trasporto miracoloso del corpo sul Sinai indicherebbe una tarda traslazione al tempo delle invasioni arabe.