Είκοσι μόλις μέρες μετά τον γάμο τους, ο νεαρός Τιμόθεος συνελήφθη και οδηγήθηκε ενώπιον του σκληρού έπαρχου Αρριανού στη Θηβαΐδα της Αιγύπτου. Η νεαρή σύζυγός του Μαύρα, αντί να τον μεταπείσει, στάθηκε δίπλα του και ομολόγησε με παρρησία τον Χριστό μπροστά στον τύραννο. Οι δύο νεόνυμφοι ζούσαν στην κωμόπολη Παναπέα και η ζωή τους έμοιαζε να ανοίγει με κάθε υπόσχεση χαράς. Ο Τιμόθεος υπηρετούσε στην εκκλησία ως αναγνώστης και κήρυκας του Ευαγγελίου με ζήλο.

Φύλαγε και αντέγραφε τα ιερά βιβλία, και τα θεωρούσε πνευματικά του τέκνα και όπλα της ψυχής. Οι ειδωλολάτρες της περιοχής τον φθονούσαν για τους καρπούς του κηρύγματός του και τον κατήγγειλαν στον έπαρχο. Ο Αρριανός τον διέταξε να παραδώσει τα ιερά βιβλία στη φωτιά, όμως εκείνος αρνήθηκε με τόλμη. Τότε ο τύραννος έβαλε στα αυτιά του Μάρτυρα πυρακτωμένες σιδερένιες ράβδους, και οι κόρες των ματιών του έπεσαν στο έδαφος. Παρά τον τρομερό πόνο, ο Άγιος ευχαριστούσε τον Θεό για την τιμή του μαρτυρίου, και εκείνοι που τον βασάνιζαν ικέτευαν τον έπαρχο να σταματήσει.

Ο Αρριανός σκέφτηκε τότε να χρησιμοποιήσει την αγάπη ως όπλο και διέταξε να φέρουν τη νεαρή Μαύρα. Της ζήτησε να στολιστεί και να μεταπείσει τον σύζυγό της, υποσχόμενος χρυσάφι, ασήμι και πλούσια δώρα. Η νεαρή πήγε αρχικά λυπημένη και ταραγμένη, όμως ο Τιμόθεος της μίλησε με τόση σύνεση που η καρδιά της φωτίστηκε από τη χάρη του Θεού. Άφησε πίσω τα στολίδια και τις επίγειες προσδοκίες, και επέστρεψε στον έπαρχο ομολογώντας τη μία και αληθινή πίστη.

Ο Αρριανός εξοργίστηκε και διέταξε να της ξεριζώσουν τις τρίχες του κεφαλιού και να της κόψουν τα δάχτυλα των χεριών. Η Μαύρα ευχαριστούσε τον δικαστή της, λέγοντας πως έτσι καθαρίζεται από τα μάταια στολίδια της νεότητάς της. Έπειτα τη βύθισαν μέσα σε καζάνι με νερό που κόχλαζε δυνατά, όμως η νεαρή έμεινε άθικτη από τη φωτιά και τη θερμότητα. Ο έπαρχος υποψιάστηκε δόλο και πλησίασε να ελέγξει ο ίδιος τη θερμοκρασία του νερού. Όταν η Μαύρα έριξε λίγο νερό στο χέρι του, εκείνο κάηκε αμέσως και το δέρμα διαλύθηκε από τον δυνατό πόνο.

Παρά το ολοφάνερο θαύμα, η ψυχή του τυράννου παρέμεινε σκληρή και απαίτησε νέα βασανιστήρια. Διέταξε να φέρουν λαμπάδες γεμάτες με θειάφι και πίσσα, και άρχισαν να καίνε το σώμα της Αγίας. Ο λαός γύρω αγανάκτησε και ζητούσε από τον έπαρχο να σταματήσει την κακοποίηση της αθώας νέας γυναίκας. Η Μαύρα όμως στράφηκε προς τους ανθρώπους και τους είπε πως δεν χρειάζεται ανθρώπινη υπεράσπιση, γιατί έχει υπερασπιστή τον ίδιο τον Θεό. Τότε ο Αρριανός διέταξε να σταυρώσουν και τους δύο συζύγους σε σταυρούς, ο ένας αντίκρυ στον άλλον.

Πάνω στα ξύλα του μαρτυρίου έμειναν εννιά ολόκληρες ημέρες, ενθαρρύνοντας ο ένας τον άλλον και προσευχόμενοι αδιάκοπα στον Κύριο. Ο πονηρός παρουσιάστηκε στη Μαύρα σαν άγγελος, κρατώντας ποτήρι με μέλι και γάλα για να τη δελεάσει. Έπειτα της έδειξε ολόκληρο ποτάμι από το ίδιο γλυκό υγρό και την προέτρεπε να πιει για να ξεδιψάσει. Η ανδρειωμένη Μαύρα αναγνώρισε την πανουργία και τον απέπεμψε με σταθερή προσευχή. Αμέσως μετά παρουσιάστηκε αληθινός άγγελος Κυρίου, ο οποίος ανέβασε πνευματικά την ψυχή της στους ουρανούς.

Της έδειξε λαμπρό θρόνο, λευκή στολή και πολύτιμο στεφάνι, ετοιμασμένα ειδικά για εκείνη με τη χάρη του Θεού. Πιο ψηλά της έδειξε άλλον θρόνο, ακόμη πιο λαμπρό, ετοιμασμένον για τον σύζυγό της, τον αίτιο της σωτηρίας της. Στη δέκατη ημέρα του μαρτυρίου τους, οι δύο Άγιοι παρέδωσαν τις ψυχές τους στα χέρια του Θεού. Το μαρτύριό τους τελείωσε γύρω στο διακόσια ογδόντα έξι, στα χρόνια του διώκτη αυτοκράτορα Διοκλητιανού. Αργότερα στην Κωνσταντινούπολη καθιερώθηκε επίσημος εορτασμός και ανεγέρθηκε ναός προς τιμήν τους.

Η τίμια κάρα της Αγίας Μαύρας φυλάσσεται στον ναό Κοιλανίου της Λεμεσού στην Κύπρο. Τεμάχια των λειψάνων της βρίσκονται επίσης στη Μονή Κύκκου της Κύπρου και στον ελληνικό ναό της Βενετίας. Στη Λευκάδα, που παλαιότερα ονομαζόταν Αγία Μαύρα, η αγία τιμάται ως πολιούχος. Η ιστορία της τιμής της Αγίας Μαύρας στη Λευκάδα ανάγεται στα χρόνια χίλια τριακόσια τριάντα ένα, όταν το νησί πέρασε στην κυριαρχία του Φράγκου ηγεμόνα Βαλτέρου Βρυέννιου. Οι Ανδηγαυοί κατάγονταν από την κωμόπολη Σαιντ Μωρ στη σημερινή Γαλλία και έδωσαν στο νησί το όνομα της μακρινής πατρίδας τους.

Έχτισαν εκεί μικρό ναό ρωμαιοκαθολικού δόγματος, αφιερωμένο στην Αγία Μαύρα, μέσα στο φράγκικο κάστρο. Στα μέσα του δέκατου πέμπτου αιώνα, εκατόν τριάντα χρόνια αργότερα, έφτασε στο νησί η ευσεβής Ελένη Παλαιολογίνα, κόρη του Θωμά Παλαιολόγου. Ταξίδευε για τον γάμο της κόρης της Μελίσσας με τον δούκα της Λευκάδας Λεονάρδο τον Τρίτο Τόκκο, όταν τους έπιασε φοβερή θαλασσοταραχή. Η Ελένη τάχθηκε στην Αγία Μαύρα να σωθεί και να της χτίσει περικαλλή ναό.

Πράγματι σώθηκε και ανήγειρε τον ορθόδοξο ναό της Αγίας, ενώ ανακαίνισε και τη μονή της Οδηγήτριας στην Απόλπαινα. Σε ένα χωριό της Ζακύνθου σώζεται ξεχωριστή ιερή εικόνα της Αγίας. Λέγεται πως θεράπευσε δαιμονισμένους και απέτρεψε καταστροφή του ναού, όταν στη γιορτή των αγίων το χίλια οκτακόσια ένα εξερράγη βαρέλι με μπαρούτι. Οι πιστοί μέσα στον ναό σώθηκαν τότε από βέβαιο θάνατο με τη μεσιτεία των Μαρτύρων.