Варвара родилась в городе Илиополе — это нынешняя Сирия — в знатной языческой семье, при императоре Максимине. Мать умерла рано, и отец, Диоскор, страстно привязанный к единственной дочери, построил для неё башню: чтобы никто её не видел и чтобы она не встречалась с христианами.

Вышло наоборот. Глядя из башни на небо и землю, девушка сама додумалась до простого: боги, сделанные человеческими руками, не могли создать такую красоту; значит, Творец один, и Он существует Сам по Себе. Воспитательницы говорили ей другое, но переубедить не смогли. Когда стали приезжать женихи, Варвара наотрез отказалась от замужества, и отец разрешил ей выходить из башни — надеялся, что подруги её переубедят. Пока он был в долгой отлучке, она познакомилась с местными христианками, а потом попросила приезжего священника, скрывавшегося под видом купца, крестить её.

В это время при доме достраивали каменную баню с двумя окнами. Варвара упросила рабочих прорубить третье — в честь Троицы. Вернувшийся отец потребовал объяснений и получил прямой ответ: «Три лучше чем два», потому что у Троичного Света три Ипостаси. Диоскор пришёл в ярость и бросился на дочь с мечом; она успела убежать и укрылась в горной расселине, чудесно расступившейся перед ней. К вечеру отец всё же нашёл её — место указал пастух — и отвёл к городскому правителю.

Отрекаться Варвара отказалась и мудрым словом обличала идолопоклонство. Её долго мучили, а ночью в темнице ей явился Господь и обещал быть с нею до конца. Наутро следов истязаний на теле не осталось. Видя это, одна христианка по имени Иулиания сама вышла из толпы и объявила себя христианкой; их мучили вместе и обеих приговорили к усечению мечом. Приговор над дочерью привёл в исполнение сам Диоскор.

Почитание великомученицы Варвары необычайно широко. Её просят прежде всего о том, чтобы не умереть внезапно, без покаяния и причастия, — с этим и связано то, что её считают покровительницей людей опасных профессий: шахтёров, артиллеристов, сапёров, пожарных, ракетчиков. Мощи святой в VI веке перенесли в Константинополь, а в XII веке дочь византийского императора Алексея Комнина, тоже Варвара, привезла их в Киев, выходя замуж за русского князя Михаила Изяславича. Там они и находятся — во Владимирском соборе.