Prema staroj predaji, smatra se, da je sv. Cecilija rođena u Rimu početkom 3. stoljeća od poganskih roditelja. Roditelji je udaše za plemenitog, ali poganskog mladića Valerijana. Cecilija je, upoznavši kršćansku vjeru, i njega s ljubavlju poučila o istoj. Nakon vjenčanja rekla je svome mužu da je položila zavjet djevičanstva. On je pristao zavjet ispoštovati, uz uvjet da uzmogne vidjeti anđela za kojega ona kaže da nad njom bdije. Cecilija pošalje svoga muža k papi Urbanu koji se krio u katakombama u Rimu. Ondje se i Valerijan obrati na kršćanstvo te je on kasnije zajedno s bratom propovijedao kršćanstvo. Ubrzo je rimski upravitelj njih dvojicu dao pogubiti, a njoj je naređeno da žrtvuje rimskim bogovima. Nakon što ju je bezuspješno pokušao udaviti, probao joj je odsjeći glavu, ali je tri puta samo zarezao joj vrat. Prema nekim izvješćima mučeništvo je podnijela u Rimu (oko 230.), a prema drugim na Siciliji (između 176. i 180.).
Cecilija je pokopana u Kalistovim katakombama i to uz takozvanu “kriptu papa”. Kasnije je njezino tijelo papa Paskal I., koji je bio vrlo pobožan prema svetici, dao prenijeti u kriptu bazilike u Trastavereu u Rimu. Krajem 16. stoljeća, sarkofag je svete Cecilije ponovno otvoren, a tijelo pronađeno u još dosta očuvanom stanju.
Govorilo se da može svirati na svakom glazbalu. Zato se časti kao zaštitnica glazbe i glazbenika. Na slikama se obično pojavljuje slušajući glazbu, pjevajući ili svirajući neko glazbalo. Spomendan joj je 22. studenog.