Née à Rome dans les toutes premières années du IIIe siècle, dans une grande et noble famille, elle consacra dès son enfance sa virginité à Dieu. Contre son vœu, ses parents la fiancèrent à un jeune patricien du nom de Valérien : un ange lui apparut alors, lui promettant de protéger sa pureté. Pendant son mariage, alors que jouaient les musiciens, elle chantait en son cœur pour le Seigneur.
Lorsque survint la nuit de noces, elle révéla son secret à Valérien. Ce dernier la somma de lui présenter l’ange en question. Elle lui annonça qu’il devait pour cela se convertir, ce qu’il fit : l’ange lui apparut alors, et Valérien obtint la conversion de son frère Tiburce. Tous deux reçurent bientôt la palme du martyre.
Cécile fut elle-même arrêtée et comparut au tribunal. Sa foi et sa détermination face à ses juges entraînèrent la conversion de nombreux païens. Ayant miraculeusement survécu à une première tentative d’exécution, elle fut finalement condamnée à la décapitation. Mais le bourreau, après trois tentatives, fut contraint de la laisser agoniser pendant trois jours au bout desquels elle mourut, après avoir recommandé les convertis au pape saint Urbain Ier et donné sa maison pour en faire une Eglise (Sainte-Cécile-du-Trastevere) ; c’était vers l’an 230. Elle est sainte patronne des musiciens.