Née à Astorga dans la première moitié du IIIe siècle, elle était une chrétienne fervente, et d’une grande beauté. Le cruel empereur Dèce, qui régnait alors sur l’Empire, nomma à Astorga un gouverneur nommé Paterne qui avait pour mission spéciale de débusquer et de tuer les chrétiens.
Le gouverneur, ayant arrêté la jeune Marthe, fut frappé par sa beauté, et lui garantit le plus grand bonheur si elle sacrifiait aux dieux. Mais Marthe, méprisant les honneurs terrestres, refusa de renier ainsi son créateur. Elle fut dénudée et torturée une première fois.
Après cela, Paterne revint vers Marthe, lui offrant la main de son fils si elle acceptait de se rendre à ses ordres. Epouse du Christ, elle resta ferme dans sa foi. Fou de rage, le gouverneur la fit alors décapiter : c’était vers l’an 251.