Μια κοπέλα δεκαεννέα χρονών παρουσιάστηκε γυμνή και αλυσοδεμένη μπροστά στον σκληρό άρχοντα Σέληνο, χωρίς να λυγίσει ούτε για μια στιγμή. Από τα δύο της χρόνια ζούσε μέσα στο μοναστήρι της Μεσοποταμίας, χωρίς ποτέ να αντικρίσει πρόσωπο άντρα ή κοσμικής γυναίκας. Η Φεβρωνία ανατράφηκε από τη θεία της, την ηγουμένη Βρυένη, σε μια αδελφότητα πενήντα μοναχών, στην πόλη της Νισίβεως, κοντά στα σύνορα Βυζαντίου και Περσίας. Η ομορφιά της ήταν τόσο σπάνια, που η ηγουμένη φοβόταν για την παρθενία της και της επέβαλλε αυστηρότερη νηστεία από τις άλλες αδελφές.

Η νεαρή μοναχή δεν έτρωγε ούτε έπινε μέχρι κορεσμού, μα ταλαιπωρούσε το σώμα της με αγρυπνίες και προσευχές πάνω σε μια σκληρή σανίδα. Είχε όμως χάρισμα στη μελέτη των Γραφών και διάβαζε στις αδελφές κάθε Παρασκευή πίσω από ένα παραπέτασμα. Στα χρόνια του ασεβούς Διοκλητιανού ξέσπασε σφοδρός διωγμός, και ο έπαρχος Σέληνος έφτασε στην πόλη με στρατό για να ξεριζώσει τους χριστιανούς από τις περιοχές της Ανατολής. Όταν διαδόθηκε η είδηση πως ο διώκτης πλησίαζε, οι περισσότερες αδελφές έφυγαν για να σωθούν, παρά τις παρακλήσεις της ηγουμένης.

Στο μοναστήρι έμειναν μόνο η Βρυένη, η βοηθός της Θωμαΐς και η άρρωστη Φεβρωνία, που αρνήθηκε να εγκαταλείψει τον τόπο της. Ο κόμης Πρίμος, συγγενής του νεαρού Λυσιμάχου, μπήκε στη μονή και θαύμασε την παρθένο για την ασύγκριτη ομορφιά της. Ο Λυσίμαχος, που είχε μάθει την πίστη του Χριστού από τη μητέρα του, ζήτησε κρυφά από τον Πρίμο να σώσει τις μοναχές από τα χέρια του θείου του. Όμως ένας στρατιώτης άκουσε τη συζήτηση και έσπευσε να αναφέρει στον Σέληνο όσα είδε και άκουσε.

Ο σκληρός άρχοντας διέταξε αμέσως να φέρουν την κοπέλα στο δικαστήριο και κάλεσε όλη την πόλη να παρακολουθήσει το θέαμα. Οι στρατιώτες έσυραν τη Φεβρωνία με αλυσίδες, ενώ η Βρυένη και η Θωμαΐς, σπαράζοντας από πόνο, την στερέωναν με λόγια πίστεως. Της θύμιζαν τους αγώνες της παρθένου Θέκλας και άλλων μαρτύρων, που νίκησαν τη σάρκα τους με την αγάπη προς τον Νυμφίο Χριστό. Μπροστά στο πλήθος, ο Σέληνος προσπάθησε αρχικά με γλυκόλογα να την παρασύρει στην ειδωλολατρία.

Της υποσχέθηκε γάμο με τον ωραίο Λυσίμαχο, πλούτη ασύλληπτα και το αξίωμα της επάρχισσας στη Ρώμη, ακόμη και την υιοθεσία της ως κόρης του. Η μάρτυς απάντησε πως είχε νυμφίο αθάνατο στους ουρανούς και προίκα της ολόκληρη τη βασιλεία του Θεού. Τότε ο τύραννος μανιασμένος διέταξε να της σκίσουν τα ρούχα και να την αφήσουν γυμνή ενώπιον του λαού, για να ντροπιαστεί. Εκείνη όμως απάντησε με θάρρος πως ο αθλητής πάντοτε γυμνός κατεβαίνει στο στάδιο για να νικήσει τον αντίπαλο.

Οι δήμιοι την ξάπλωσαν στη γη, άναψαν φωτιά από κάτω και χτυπούσαν τις πλάτες της με βαριά ραβδιά. Στη συνέχεια την κρέμασαν σε δέντρο και ξέσχιζαν τις σάρκες της με σιδερένια χτένια, ενώ έκαιγαν τις πληγές με δαυλούς. Η νύχτα έγινε φως μέσα στην ψυχή της, καθώς ψιθύριζε στον Κύριο να μην την εγκαταλείψει στη φοβερή ώρα του αγώνα της. Καθώς η μάρτυς σιωπούσε από την εξάντληση, ο Σέληνος διέταξε να της βγάλουν τη γλώσσα. Παρά τις παρακλήσεις του πλήθους, οι δήμιοι της ξερίζωσαν δεκαεπτά δόντια και έπειτα έκοψαν τους μαστούς της παρθένου με μαχαίρι.

Η Ιερία, η νεαρή χήρα που είχε γνωρίσει τον Χριστό μέσα από τα λόγια της Φεβρωνίας, βγήκε από το πλήθος και κατήγγειλε δημόσια την απάνθρωπη σκληρότητα του τυράννου. Ο Σέληνος δεν τόλμησε να την τιμωρήσει λόγω της ευγενικής της καταγωγής, μα διέταξε αμέσως να αποκόψουν τα χέρια και τα πόδια της μάρτυρος. Ο δήμιος κατέβασε τρεις φορές τον πέλεκυ μέχρι να κόψει το πρώτο πόδι, και το πλήθος ξέσπασε σε θρήνους και κατάρες κατά του Διοκλητιανού και των ειδώλων του.

Τελικά, με προσταγή του τυράννου, αποκεφάλισαν την παρθένο μπροστά στα μάτια όλης της πόλης. Ο Λυσίμαχος αποσύρθηκε δακρυσμένος, ενώ ο Σέληνος, κυριευμένος από φρίκη, μούγκρισε σαν ταύρος και χτύπησε το κεφάλι του στη μαρμάρινη κολόνα του ανακτόρου, αφήνοντας εκεί την άθλια ψυχή του. Όταν το νέο της φρικτής δολοφονίας έφτασε στο παλάτι, ο Λυσίμαχος αναφώνησε πως μέγας είναι αληθινά ο Θεός των χριστιανών, που εκδίκησε το αθώο αίμα της παρθένου. Πρόσταξε τότε τον Πρίμο να κατασκευάσει ξύλινη λάρνακα και να μεταφέρει με σεβασμό τα τίμια μέλη της μάρτυρος στο μοναστήρι.

Οι στρατιώτες μάζεψαν με προσοχή τα χέρια, τα πόδια, τη γλώσσα και τα δόντια, ακόμη και το χώμα που πότισε το άγιο αίμα. Η Βρυένη, βλέποντας το παραμορφωμένο σώμα της κόρης της, λιποθύμησε από τον πόνο και έπεσε στη γη σαν νεκρή. Οι αδελφές έπλυναν τα λείψανα, τοποθέτησαν το καθένα στη θέση του και τα μετέφεραν με ψαλμωδίες στην εκκλησία. Εκείνη τη νύχτα ο Λυσίμαχος και ο Πρίμος αποκήρυξαν την ειδωλολατρία και ζήτησαν να γίνουν χριστιανοί, αφήνοντας κάθε αξίωμα για χάρη του Νυμφίου της μάρτυρος.

Η Ιερία πρόσφερε όλη της την περιουσία στη μονή και ζήτησε να γίνει η ίδια μοναχή, στη θέση της αγαπημένης της δασκάλας Φεβρωνίας. Από τον τάφο της μάρτυρος άρχισαν αμέσως να πηγάζουν αναρίθμητες ιάσεις, και πλήθη ειδωλολατρών οδηγήθηκαν στο άγιο βάπτισμα. Ο Λυσίμαχος και ο Πρίμος έγιναν μοναχοί στη συνοδεία του αρχιμανδρίτη Μαρκέλλου και τελείωσαν θεοφιλώς τη ζωή τους με νηστείες και αγώνες. Κάθε χρόνο, την ημέρα της εορτής της, ένα παράδοξο θαύμα συγκλόνιζε τις αδελφές μέσα στον ναό.

Στην αγρυπνία εμφανιζόταν η ίδια η μάρτυς ανάμεσα στις ψάλτριες, στεκόταν στη συνηθισμένη της θέση για τρεις ολόκληρες ώρες και έπειτα γινόταν άφαντη. Ο επίσκοπος της πόλης οικοδόμησε ναό προς τιμήν της σε διάστημα έξι ετών, μα όταν θέλησε να μεταφέρει τα λείψανα, ισχυρός σεισμός συγκλόνισε όλη την πόλη. Τότε η Βρυένη πήρε με τα ίδια της τα χέρια μόνον ένα δόντι από τα στήθη της μάρτυρος και το παρέδωσε στον επίσκοπο για ευλογία του νέου ναού. Η ηγουμένη Θωμαΐς, αυτόπτης μάρτυρας του μαρτυρίου, κατέγραψε με ακρίβεια κάθε λεπτομέρεια αυτής της θαυμαστής ιστορίας. Έτσι παραδόθηκε στους αιώνες ο αγώνας της παρθένου, που θυσίασε το νεαρό της σώμα για τον Νυμφίο Χριστό.