Santa Bibiana era natural de Roma. Flaviano, seu pai, foi preso, queimado no rosto com um ferro aquecido e banido para Acquapendente, onde veio a falecer alguns dias mais tarde, devido aos ferimentos; sua mãe, Dafrosa, foi algum tempo depois decapitada. Bibiana e sua irmã Demétria, após a morte dos pais, foram despidas de tudo que possuíam no mundo e sofreram muito com a pobreza.

Aproniano, governador de Roma, convocou-as para virem à sua presença. Demétria, tendo feito sua confissão de fé, caiu e expirou ao pé do tribunal, diante do juiz. Aproniano deu ordens para que Bibiana fosse posta nas mãos de uma terrível mulher chamada Rufina, que devia convencê-la a mudar de ideia e renegar sua fé. Porém Bibiana, fazendo da oração seu escudo, permanecia invencível. Aproniano, furioso com a coragem e a perseverança de tão delicada virgem, ordenou que ela fosse amarrada a um pilar e açoitada com flagelos carregados de pesos de chumbo, até que expirasse. Ela sofreu essa punição com extrema alegria, e faleceu nas mãos dos carrascos.

Os seus restos, então, foram recolhidos pelos demais cristãos e enterrados ao lado dos familiares, num túmulo construído no Monte Esquilino, em Roma.

Finalmente, a perseguição sangrenta acabou. A história do seu martírio ganhou uma devoção dos fiéis. Bibiana passou a ser invocada contra os males de cabeça e as doenças mentais e a epilepsia. Seu túmulo tornou-se meta de peregrinação e o seu bonito nome escolhido na hora do batismo.

A veneração era tão intensa que o Papa Simplício mandou construir sob sua sepultura uma pequena igreja dedicada a ela, no ano 407. O culto ganhou um reforço maior ainda quando, por volta de 1625, foi erguida sob as ruínas da antiga igreja uma basílica. Nela, as relíquias de Santa Bibiana se encontram guardadas debaixo do altar-mor.