Артемия была младшей дочерью императора Диоклитиана — того самого, при котором началось одно из самых жестоких гонений на христиан. Вместе с соправителем Максимианом он правил с 284 по 305 год, и в эти годы в Риме пострадала целая группа святых: папа Маркелл, диаконы Сисиний и Кириак, воины, мученицы Прискилла и Лукина. Житие царевны — часть этой общей истории.

Девушка тяжело страдала беснованием. До императора дошёл слух, что среди узников, отправленных на каторжные работы, есть христианин Кириак, по молитве которого отступают недуги и уходят злые духи. Отец призвал его к больной дочери. Кириак изгнал беса и тут же крестил царевну. В благодарность император освободил его и вместе с ним двух других узников — Смарагда и Ларгия, а самого Кириака вскоре отправил в Персию, к дочери персидского царя.

Когда Кириак вернулся в Рим, власть уже сменилась. Правил Галерий, зять отрёкшегося от престола Диоклитиана, и он был зол на предшественника именно за то, что царевна стала христианкой. Кириака схватили, заковали и на потеху толпе водили за императорской колесницей. Вскоре он и его товарищи скончались от истязаний. В те же дни казнили и Артемию — вместе с ней погиб двадцать один узник, сидевший в той же темнице.

В её житии нет ни подвигов, ни долгих лет проповеди: девушку сначала исцелили, потом крестили, а потом за это убили. Крещение стоило ей жизни, и она от него не отказалась — за это Церковь и чтит её как мученицу. Память Артемии Римской — 20 июня.