La vida y martirio de Santa Eulalia se conocen desde el siglo IV en que es mencionada su pasión por un himno que escribe Prudencio en su Peristephanon y que comienza:

Germine nobilis Eulalia
mortis et indole nobilior
Emeritam sacra uirgo suam,
cuius ab ubere progenita est,
ossibus ornat, amore colit.

Se la supone hija de Liberio, hombre justo y prudente que la educó en la vida del espíritu. Cuando tenía doce años pasó por Mérida un delegado de Daciano que publicó un edicto por el que se instaba a ofrecer sacrificios a los dioses del imperio. Habiendo llegado la noticia a conocimiento de Eulalia, salió de casa por la noche para ir a presentarse ante el juez y reprenderle por su pretendida imposición a quienes eran cristianos y adoraban a un solo Dios. Aunque el delegado se mostró paciente al principio tratándose de una niña, bien pronto pudo comprobar el temple y la decisión de la santa que no cejó en sus reivindicaciones y protestas. Se le mandó azotar con bolas de plomo y verter aceite hirviendo sobre su cabeza, a lo que siguió la tortura de rasgar su carne con garfios y descoyuntar sus miembros en un torno. Finalmente quemaron sus costados con antorchas hasta la muerte, cosa que sucedió el año 340.