Сведений об этой святой сохранилось немного. Известно, что Валентина была родом из Кесарии Палестинской и пострадала в 308 году от Фирмилиана, правителя палестинской области, при императоре Максимиане Галерии. Вместе с ней в святцах стоят ещё две девы — Еннафа из окрестностей Газы и Павла.

Первой на суд привели Еннафу. Она прямо объявила себя христианкой, и за это её били, а потом подвергли истязаниям у столба.

Валентину обвинили в непочитании языческих богов. Её повели в храм, стоявший рядом с судилищем, и потребовали принести жертву. Вместо этого она бросила на жертвенник камень и повернулась спиной к горевшему на нём огню — жест короткий и совершенно недвусмысленный. Её жестоко избили и вместе с Еннафой приговорили к усечению мечом.

Последней привели Павлу. Ей досталось больше всех мучений, но она переносила их с большим мужеством, перед смертью возблагодарила Бога, поклонилась стоявшим рядом христианам и склонила голову под меч. Память всех трёх Церковь совершает в один день, 23 февраля.

Стоит помнить, что в календаре есть и другая святая с созвучным именем — мученица Алевтина (Валентина) Кесарийская, у неё свой день памяти. Собственная иконография у Валентины скромная: сохранились единичные образы, святую пишут по общему типу раннехристианских дев-мучениц — в длинном одеянии, с крестом в руке; развёрнутого канона церковные источники для неё не дают. Отдельной молитвы на странице её жития не публикуется, приведённый ниже текст взят из акафиста мученице Валентине Кесарийской.