Αικατερίνα, αυτή δηλαδή που είναι πάντα καθαρή, αγνή (αιέν καθαρινά, δηλαδή «η πάντοτε αγνή»). Έζησε στην Αλεξάνδρεια, στα χρόνια του αυτοκράτορα Μαξιμιανού, και είχε αριστοκρατική καταγωγή και τεράστια μόρφωση.
Κατά τη φυλάκισή της η αγία υπέμεινε τις πιέσεις και τις κακουχίες με θάρρος και υπομονή, που αντλούσε, σύμφωνα με την παράδοση, από τη δύναμη της βαθιάς της πίστης, όπως συνέβαινε τότε και με όλους τους Χριστιανούς που μετά τον θάνατό τους αναγνωρίστηκαν από την Εκκλησία ως μάρτυρες. Όταν στη συνέχεια έμαθε η σύζυγος του αυτοκράτορα, Φαυστίνα, τον λόγο για τον οποίο είχε φυλακιστεί και είχε καταδικαστεί σε θάνατο, όχι απλώς συγκινήθηκε από τη στάση της, αλλά ζήτησε να της δοθεί η άδεια να την επισκεφτεί στο κελί της. Το αίτημά της έγινε δεκτό και, έτσι, με συνοδεία 200 στρατιωτών, οι οποίοι είχαν ως επικεφαλής τον Φρούραρχο Πορφυρίωνα ή Πορφύριο, συναντήθηκε μαζί της. Όμως τόσο η Φαυστίνα όσο και οι στρατιώτες προσηλυτίστηκαν από την Αικατερίνη στη νέα θρησκεία. Τότε ο αυτοκράτορας διέταξε τον αποκεφαλισμό της συζύγου του, Φαυστίνας, του φρουράρχου και των στρατιωτών και διέταξε την εκτέλεση της αγίας με μαρτυρικό τρόπο. Για τον θάνατό της χρησιμοποιήθηκε ο «τροχός των βασανιστηρίων», ένα κυκλικό σίδερο του οποίου η περιφέρεια έφερε καρφιά. Ο τροχός αυτός κινούνταν με σκοινιά και τροχαλίες σιγά-σιγά και ακουμπούσε το δεμένο σώμα του καταδικασθέντος σε θάνατο. Ο θρύλος εδώ αναφέρει πως τα καρφιά του τροχού, όταν πλησίασαν το σώμα της αγίας, ένα-ένα έσπαγαν. Κατ’ άλλον θρύλο, ο εν λόγω τροχός, πριν πλησιάσει το σώμα της αγίας, διαλύθηκε «εις τα εξ ων συνετέθη». Έτσι, αποφασίστηκε τελικά ο αποκεφαλισμός της, ο οποίος, όταν συνέβη, οι παριστάμενοι αντιλήφθηκαν να ρέει γάλα αντί αίμα.
Στη συνέχεια, σύμφωνα με έναν άλλο θρύλο, το πάναγνο σώμα της αγίας μεταφέρθηκε υπό «πτερύγων αγγέλων» στο όρος Σινά της ομώνυμης χερσονήσου, όπου επί αιώνες έμεινε άταφο, κατά τους βιογράφους της και την ιερή παράδοση, μέχρι τον 6ο αιώνα, οπότε ερημίτες μοναχοί της περιοχής μέσω οράματος ειδοποιήθηκαν και κατέβασαν από το όρος το σώμα της αγίας και το εναπόθεσαν σε μαρμάρινη θήκη.
Έπειτα ενημερώθηκε ο αυτοκράτορας Ιουστινιανός, ο οποίος έκτισε την ιερή Μονή της Αγίας Αικατερίνης του Σινά και την εκκλησία (καθολικό) της Μεταμορφώσεως του Σωτήρος (που κτίσθηκε μεταξύ 548 και 565) εντός της οποίας τοποθετήθηκε η μαρμάρινη θήκη. Στη μονή αυτή διασώζεται ένα σημαντικό θησαυροφυλάκιο της πρώιμης χριστιανικής τέχνης και αρχιτεκτονικής και πλήθος εικονογραφημένων χειρογράφων. Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή του θρύλου, έχοντας απορρίψει η Αικατερίνη πολλές γαμήλιες προτάσεις, ανέβηκε στους ουρανούς κατά τη διάρκεια οράματος και μνηστεύθηκε τον Χριστό.
