În prima, a văzut-o pe Maica Domnului cu Pruncul Iisus în braţe, dar, pentru că nu era creştină, nu a reuşit să-i vadă Acestuia chipul. Astfel, tânăra şi-a dat seama de deşertăciunea cunoştinţelor sale şi a ales să fie botezată.
În a doua vedenie, i s-a descoperit Hristos care i-a dăruit un inel de logodnă, spunându-i: "Iată, astăzi te primesc pe tine mireasă nestricată şi veşnică, deci să păzeşti tocmeala aceasta şi să nu mai primeşti alt mire pământesc". În ziua următoare, Ecaterina a rămas uimită când a văzut inelul pe deget. Din acel moment i s-a schimbat viaţa şi a început să critice pe faţă zeii păgâni şi să-i înfrunte în public pe înţelepţii vremii.
Văzând aceasta, Maximian a silit-o pe Ecaterina să înfrunte o adunare de filosofi păgâni. Datorită înţelepciunii sale şi dragostei pentru Hristos, Sfânta Muceniţă i-a convins pe toţi să creadă în Domnul şi să-L mărturisească pe El ca fiind Dumnezeu adevărat. Pentru aceasta, înţelepţii au fost arşi de vii, iar Ecaterinei i s-a tăiat capul.
Tradiţia spune că, atunci când i s-a tăiat capul, a curs lapte, nu sânge şi că îngerii au dus trupul sfintei în Muntele Sinai, pe locul unde Moise văzuse Rugul Aprins. Acolo s-a ridicat apoi Mănăstirea Sfânta Ecaterina. Sf. Mare Muceniţă Ecaterina este şi ocrotitoarea studenţilor teologi. O părticică din moaştele ei se află la biserica Colţea din Bucureşti.