Lorenzo fu bruciato vivo sulla graticola, in luogo poco lontano dalla prigione; l suo corpo fu portato al Campo Verano, nelle catacombe di Santa Ciriaca. La leggenda, diffusamente alimentata dal quell'Ambrogio vescovo di Milanonel suo De Officiis, narra dell'incontro di Lorenzo con il suo vescovo condotto al martirio.
Secondo una tradizione già divulgata nel IV secolo, sostenne intrepido un atroce martirio sulla graticola, dopo aver distribuito i beni della comunità ai poveri da lui qualificati come veri tesori della Chiesa.»
La tradizione afferma che Lorenzo fu arso su una graticola messa sul fuoco. A partire dal 4° secolo Lorenzo è stato uno dei martiri più venerati nella Chiesa di Roma. Costantino I fu il primo ad edificare un piccolo oratorio nel luogo del suo martirio.
Secondo la leggenda, che nei secoli ha ispirato artisti e detti popolari, perì bruciato su una graticola sotto la quale erano stati posti carboni ardenti. Ma secondo molti storici, durante la persecuzione di Valeriano non furono ordinate torture e probabilmente il diacono Lorenzo fu decapitato come Sisto II.
Il motivo per cui queste scie luminose appaiono nel cielo terrestre proprio a metà agosto è dovuto al fatto che è in questo periodo che la Terra passa attraverso lo sciame delle Perseidi, meteore appunto. Quelle che vediamo, quindi, non sono stelle cadenti, ma Perseidi.