Bárbara nasceu na Nicomédia, Bitínia, atual Turquia. Num lar pagão, desde pequena participava dos cultos e homenagens aos deuses. A menina cresceu bela e inteligente e aprendeu os valores cristãos a ponto de apegar-se a eles com toda a força da alma. Assim, instruída no cristianismo às escondidas, recebeu o batismo.
Mas chegou o dia em que seu pai tomou conhecimento disso. A princípio, tentou persuadi-la a voltar aos valores pagãos com argúcia e artimanhas. O tempo foi passando e nada de Bárbara render-se. As pressões sobre ela aumentaram e a sua desobediência também. Até que, um dia, o pai a agrediu fisicamente, com castigos severos. Bárbara resolveu fugir de suas mãos e escondeu-se numa gruta.
Foi encontrada por dois pastores e entregue ao pai, que a maltratou, novamente, de maneira terrível. Estava apenas começando o seu sofrimento e martírio. Nada conseguindo, o pai a entregou ao governador romano Marciano.
Impressionado com a beleza da jovem, o governante, a princípio, evitou maltratá-la. Tentou a tática da conquista, não somente para sua religião como também para si. Nada conseguiu e a jovem começou a ser flagelada sadicamente, várias horas seguidas, durante dias inteiros. Conta-se que jamais se ouviu uma queixa ou lamento.
Segundo a tradição, Bárbara era confortada e tratada à noite por um anjo, de tal modo que no dia seguinte se apresentava a Marciano como se nada lhe tivesse acontecido durante o dia anterior. Tanto foi seu sofrimento que uma outra jovem cristã se ofereceu para tomar o seu lugar. Tinha vinte anos de idade e seu nome era Emiliana. Não conseguiu substituí-la, sendo depois morta no mesmo dia que ela.
O coração da Jovem Bárbara sentia-se dilacerado entre amores opostos: o dos pais de uma parte e o de Cristo, amor supremo. Verificou-se nela a palavra do Divino Mestre: "Não julgueis que vim trazer a paz à terra. Eu vim trazer a divisão entre o filho e o pai, entre a filha e a mãe, e os inimigos do homem serão as pessoas da própria casa" (Mt.10,34-36).
O próprio pai, Dióscoro, furioso em seu cego paganismo, decepcionado em seus interesses, num excesso de barbárie, prontificou-se para executar a sentença: atirou-se contra a filha, que se colocou de joelhos em atitude de oração, e lhe decepou a cabeça. Logo após ter praticado seu hediondo crime, o céu escureceu-se à sua volta, ele sentiu uma grande angústia e começou a caminhar pelo local, mas um raio fulminante atingiu-o no peito, matando-o instantaneamente.
O culto de veneração desta santa do Oriente passou para o Ocidente, sobretudo, Roma, onde desde o século VII se multiplicaram as igrejas e oratórios dedicados a seu nome.
Por isso, até hoje, santa Bárbara é invocada a proteger seus devotos durante as grandes tempestades de raios e trovões. A cristandade do mundo todo a homenageia com a escolha do nome no batismo, também emprestado para várias cidades que a têm como padroeira.
Na iconografia cristã Santa Bárbara é geralmente apresentada como uma virgem, alta, majestosa, com uma palma significando o martírio, um cálice como símbolo de sua proteção em favor dos moribundos e ao lado uma espada, instrumento de sua morte. Mundialmente o dia de Santa Bárbara de Nicomédia; protetora contra tempestades, raios e trovões, é comemorado no dia 4 de dezembro.