Agata nacque a Catania. Alcuni storici fanno risalire la sua data di nascita al 235, altri all'anno 230.[citazione necessaria]
Secondo la tradizione sant'Agata si consacrò a Dio all'incirca all'età 15 anni, ma studi più approfonditi indicano come più probabile la maggiore età di 21: non prima di questa età, infatti, una ragazza poteva essere consacrata diaconessa, cosa che, da vari segni - la tunica bianca e il pallio rosso - pare che effettivamente Agata fosse; possiamo quindi a ragione immaginarla,

Martirio Sant'Agata

più che come una ragazzina,  piuttosto come una donna con ruolo attivo nella sua comunità cristiana:
una diaconessa aveva infatti il compito, fra gli altri, di istruire i nuovi adepti alla fede cristiana (catechesi) e preparare i più giovani al battesimo alla prima comunione e alla cresima.
Nell'anno a cavallo fra il 250 e il 251 il proconsole Quinziano, giunto alla sede di Catania anche con l'intento di far rispettare l'editto dell'imperatore Decio che chiedeva a tutti i cristiani di abiurare pubblicamente la loro fede, si invaghì della giovinetta e, saputo della consacrazione, le ordinò, senza successo, di ripudiare la sua fede e di adorare gli dei pagani. Ma più realisticamente si può immaginare un quadro più complesso: ovvero, dietro la condanna di Agata, la più esposta nella sua benestante famiglia, potrebbe esserci l'intento della confisca di tutti i loro beni.
Il martirio di sant'AgataAl rifiuto deciso di Agata il proconsole la affidò per un mese ad una cortigiana di nome Afrodisia con lo scopo di corromperne i princìpi. Pare che costei qualche anno prima fosse ricorsa in giudizio presso lo stesso proconsole per impugnare il testamento della madre, dal quale veniva estromessa. Quinziano, data la pessima fama di cortigiana che la accompagnava, ritenne più opportuno non esporsi e le avrebbe consigliato privatamente, di ricorrere direttamente all'imperatore dell'epoca, Filippo l'Arabo.
L'istanza di Afrodisia sarebbe tuttavia stata respinta. Data la successiva richiesta del proconsole nella vicenda riguardante sant'Agata, è probabile che Afrodisia fosse una sacerdotessa di Venere, o di Cerere, e pertanto dedita alla prostituzione sacra. Secondo la leggenda Afrodisia avrebbe avuto nove figlie (ma è più probabile che questo numero derivi da un errore di traduzione di un testo greco), che cercarono senza successo di condurre Agata all'abiura inducendola in più modi in tentazione.
Rivelatosi inutile il tentativo di corromperne i princìpi Quinziano diede avvio ad un processo e convocò Agata al palazzo pretorio. Memorabili sono i dialoghi tra il proconsole e la santa che la tradizione conserva, dialoghi da cui si evince senza dubbio come Agata fosse edotta in dialettica e retorica.
Breve fu il passaggio dal processo al carcere e alle violenze con l'intento di piegare la giovinetta. Inizialmente venne fustigata e sottoposta al violento strappo di una mammella, la tradizione indica che nella notte venne visitata da san Pietro che la rassicurò e ne risanò le ferite, infine venne sottoposta al supplizio dei carboni ardenti. La notte seguente l'ultima violenza, il 5 febbraio 251, Agata spirò nella sua cella.