Según historias del siglo V, Cecilia era una ciudadana romana de una familia adinerada que se consagró en secreto a Dios, cuando era niña. En el tiempo en que su padre insistió para que se casara con un pagano, ella ayunó y oró para preservar su virginidad. Durante la boda, Cecilia cantó una oración en su corazón, pidiendo a Dios su intervención. Esa noche, le dijo a su esposo que se había enviado un ángel para protegerla de la consumación del matrimonio. Cuando él pidió ver al ángel, ella lo envió a bautizarse con el Papa Urbano y se convirtió. Al regresar donde su nueva esposa, se encontró con un ángel que los coronó con rosas y lirios.

La tradición dice que después de que su esposo fue martirizado por negarse a hacer sacrificios para los dioses paganos, Cecilia donó sus bienes materiales a los pobres y convirtió a más de 400 personas con su predicación, antes de ser condenada a muerte.

Antes Previo a su perecimiento, donó su casa al Papa Urbano, pidiendo que se convirtiera en una iglesia. La iglesia Santa Cecilia, en Trastevere, fue erigida en este sitio, en el siglo III. En 1599, cuando esta fue renovada, se examinaron los restos de Cecilia y se encontraron incorruptos. Su cuerpo fue enterrado de nuevo bajo el altar.

Debido a su canción de oración durante su boda, Cecilia es honrada como la patrona de los músicos de la iglesia y, generalmente, se la representa con instrumentos musicales. Su historia ha inspirado obras de artistas a lo largo de los años, incluidos pintores y compositores. Geoffrey Chaucer vuelve a contar su historia en el "Cuento de la segunda monja", de Los cuentos de Canterbury.