Iako nema puno pouzdanih podataka, prema predaji, rođena je početkom 3. st. u Rimu, u poganskoj patricijskoj vrlo imućnoj obitelji. Kada je upoznala kršćanstvo, postala je gorljiva vjernica, pa je tako svakodnevno tajno odlazila na bogoslužja u katakombe pokraj Apijeve ceste, gdje je papa Urban II., dijeleći sudbinu progonjenih kršćana, slavio svete mise. Predaja ju također spominje kao vrlo osjetljivu za tuđe patnje, pa je tako zapisano da je rado pomagala sirotinji, koju je putem sretala. Kako se nije htjela odreći svoje vjere, sveta Cecilija je bila osuđena na odrubljivanje glave, ali ju krvnik nije uspio usmrtiti ni nakon trećeg zamaha, a zakon nije dozvoljavao više od tri pokušaja. Umrla je od posljedica ranjavanja nakon tri dana.