Pierwszy historyk Kościoła, Euzebiusz, przytacza list św. Dionizego Wielkiego (+ 265), który opisuje pogrom chrześcijan, jaki miał miejsce w Aleksandrii pod koniec 248 lub na początku 249 r. Rzucono się na domy chrześcijan, wyznawców Chrystusa wywlekano siłą z ich mieszkań, zabijano, a ich dobytek grabiono. W tych właśnie okolicznościach zginęła św. Apolonia. Być może Dionizy był naocznym świadkiem wydarzeń. Na pewno znał świadków. W jednym z fragmentów owego listu znajduje się opis męczeństwa św. Apolonii: "Apolonia była już podeszła wiekiem. A jednak poganie, nie patrząc na to, rzucili się na nią, zmiażdżyli jej szczęki i powybijali wszystkie zęby. Następnie tłum rozszalały żądzą krwi rozpalił stos przed miastem i zagroził Świętej, że spali ją żywcem, jeśli nie będzie złorzeczyć Chrystusowi. Na to Święta poprosiła o chwilę do namysłu, a potem gotowa na ofiarę, sama rzuciła się w ogień i spłonęła".
Apolonia zdobyła się na ten heroiczny akt z obawy przed tym, by poganie nowymi katuszami i powolną śmiercią na stosie nie złamali jej woli. Nie była to więc śmierć samobójcza, ale bohaterskie oddanie życia za najwyższą wartość, jaką jest wieczne zbawienie. Żar jej miłości do Chrystusa był tak potężny, że stłumił w niej obawę przed męką ognia doczesnego. Równocześnie Apolonia dała poganom piękny przykład, że nie tylko nie lęka się pogróżek, ale sama jest gotowa oddać życie dla sprawy Bożej. Jej heroiczny czyn był także zachętą dla chrześcijan, by dla Chrystusa byli gotowi na wszelkie ofiary.
Kult św. Apolonii rozszerzył się rychło w całym chrześcijaństwie, tak na Wschodzie, gdzie poniosła męczeńską śmierć, jak też na Zachodzie. W Rzymie przy bazylice NMP w Zatybrzu wystawiono jej bazylikę. Ikonografia przedstawia Świętą z obcęgami dla przypomnienia, że zmiażdżono jej usta i wybito zęby. Święta uchodzi jeszcze dotąd za patronkę wzywaną w chorobach zębów i dziąseł. "Pontyfikał krakowski" z XV wieku nazywa św. Apolonię patronką Regni Poloniae - Królestwa Polskiego. Oskar Kolberg przekazał, że w niektórych regionach Polski w wigilię św. Apolonii poszczono, żeby patronka od bólu zębów raczyła je zachować w zdrowiu.

W ikonografii św. Apolonia przedstawiana jest z kleszczami, którymi wyrwano jej zęby. Jej atrybuty to: korona, księga, palma męczeństwa oraz stos, na którym spłonęła.