Née au IIIe siècle à Catane en Sicile, dans une famille noble, Agathe était d'une très grande beauté et honorait Dieu avec ferveur et lui avait ainsi consacré sa virginité. Quintien, proconsul de Sicile mais homme de basse extraction, souhaitait par-dessus tout l'épouser, pensant qu'il pourrait ainsi gagner en respect mais aussi jouir de la beauté et de la fortune d'une telle épouse.
Agathe ayant refusé ses avances, Quintien l'envoya dans un lupanar tenu par une certaine Aphrodisie qu'il chargea de lui faire accepter ce mariage et de renoncer à son Dieu. La tenancière ayant échoué, Quintien fit jeter Agathe en prison et la fit torturer. Parmi les tortures qu'elle endura, on lui arracha les seins à l'aide de tenailles mais l'apôtre Pierre lui apparut en prison et la guérit de ses blessures. D'autres tortures finirent par lui faire perdre la vie et son décès fut accompagné d'un tremblement de terre qui ébranla toute la ville.
Un an après sa mort, l'Etna entra en éruption, déversant un flot de lave en direction de Catane. Selon la légende, les habitants s'emparèrent du voile qui recouvrait la sépulture d'Agathe et le placèrent devant le feu qui s'arrêta aussitôt, épargnant ainsi la ville. Depuis, on invoque son nom pour se protéger des tremblements de terre, des éruptions volcaniques ou des incendies.
Le culte de sainte Agathe dépassa rapidement le cadre de la Sicile: en 470, les ariens lui consacrent une petite église à Rome, Sainte-Agathe-des-Goths, que le pape Grégoire le Grand donna aux catholiques. Agathe figure après Félicité et Perpétue, et avant Lucie, Agnès, Cécile et Anastasie parmi les sept saintes citées dans la canon de la messe catholique romaine.