Nell'anno 258 l'imperatore Valeriano emise un editto con il quale condannava a morte tutti i vescovi, i diaconi e i presbiteri. Il 10 Agosto del 258 San Lorenzo subì il martirio, appunto nella data in cui ricorre la festività in suo onore. La sua ustione sopra una graticola è una leggenda divenuta molto popolare, ma che non ha tuttavia alcun fondamento storico. Da quel che si sa, infatti, Valeriano non ordinò torture, perciò probabilmente Lorenzo fu decapitato come gli altri. Il suo corpo venne sepolto lungo la Via Tiburtina, nell'area cimiteriale nota come Verano.