Către bătrânețe, însă, înțelegând că învățătura păgână, în slujba căreia se afla, este greșită, s-a convertit la creștinism, botezându-se.
Prin învățătura sa, Luchilian a adus și pe alți păgâni pe calea credinței creștine. Pentru aceste fapte, el a fost pârât de către păgâni și dus înaintea judecătorului și conducătorului Nicomidiei, Silvan, în timpul persecuției creștinilor poruncite de împăratul Aurelian (270-275).
Pentru că a refuzat propunerile lui Silvan de a se lepăda de Hristos și a se întoarce la păgânism, Luchilian a fost supus la numeroase suplicii, după care a fost aruncat în temniță.
Aici a mai cunoscut încă patru tineri creștini închiși: Ipatie, Pavel, Dionisie și Claudie, pe care i-a întărit în dreapta credință și în suportarea chinurilor.
După câteva zile, tuscinci au fost aruncați într-un cuptor înroșit, însă, prin mila lui Dumnezeu, au ieșit nevătămați din cuptor.
Văzând această minune, Silvan i-a condamnat la moarte, trimițându-i în orașul Vizantia, pentru a-și primi pedeapsa.
Aici, Claudie, Ipatie, Pavel și Dionisie au primit moarte martirică prin sabie, iar Sfântul Luchilian a fost ucis pe cruce, răstignit cu capul în jos și fiindu-i bătute piroane în tot corpul .
Trupurile lor au fost îngropate cu cinste de o fecioară din Nicomidia, pe nume Paula.
Aceasta rămăsese orfană de ambii părinți. Toată averea pe care o moștenise a folosit-o pentru a-i ajuta pe cei întemnițați cu hrană, haine și medicamente.
După îngroparea mucenicilor, Paula s-a întors în Vizantia pentru a propovădui învățătura creștină și pentru a ajuta pe cei nevoiași.
A fost însă prinsă de păgâni și dusă la judecată, a fost chinuită, pentru ca, în final, să primească și ea moarte martirică, fiind decapitată.
