Всю ніч діва молилась перед цієї іконою, але Богомладенець відвертав від неї свій Лик. Вона знову звернулась до старця і той порадив їй зберігати чистоту (Катерина з грецької означає – чиста) і охрестив святу. Після хрещення до неї з явилась Богоматір з Немовлям, Яке благісно поглянуло на Катерину і простягнуло їй перстень в ознаменування духовних заручин. 

В ці дні в Олександрії відбувалися бурхливі язичницькі гульбища, на які прибув сам імператор Максиміан. В жертву язичницьким богам приносили не тільки тварин, але й сповідників віри Христової. Свята Катерина, користуючись своїм знатним походженням, звернулась до імператора, заступаючись за них. Щоб переконати знатну римлянку та інших християн, імператор наказав скликати п'ятдесят найосвіченніших мужів імперії. Свята відвертістю своїх переконань і доказів навернула їх в християнство. Всі вчені за наказом імператора були вкинуті у вогнище. Сама ж свята Катерина була підда­на страшним мукам – колесування. Коли вона спокійно підій­шла до знаряддя страти, то ангел Господній розбив їх на щепки. Тоді Катерина, підійшовши до місця страти, з глибокою вірою в Бога, сама поклала голову під меч ката, слізно молячись за всіх людей так: «Господи Ісусе Христе, Боже мій! Дякую Тобі за те, що Ти поставив на кﾰмені терпіння ноги мої і направив стопи мої… Поглянь з висоти Твоєї, Господи, і на цих людей, що тут стоять, і настанови їх світлом Твого пізнання; і прохання тих, хто буде призивати їм я Твоє святеє через мене, сповни на користь, щоб усіма оспівувалась велич Твоя на віки». Із рани її замість крові витекло молоко. Це сталося, за даними святителя Димитрія Ростовського, 24 листопада 307 року.

Мощі святої Катерини спочивають в монастирі її імені на горі Синай в Єгипті. Сьогодні монастир це великий духовний центр, в якому знаходиться ста­ро­давній архів і великﾰ бібліотека стародруків та церковних раритетів.

Пам'ять святої вели­ко­мучениці шанується в усьому правосла­вному світі з особливим благого­вінням і урочистістю. На честь святої Катерини будуються храми, багато монастирів називають її іменем.