Le préfet Aurélien, étant venu à Dijon, fit arrêter saint Bénigne, afin de ruiner de si heureux commencements. Saint Bénigne fut torturé de mille manières, roué de coups de nerfs de bœuf et enfermé dans une prison pendant six jours avec des chiens affamés, qui ne lui firent aucun mal. Le tyran furieux le fit transpercer d’un coup de lance, et saint Bénigne scella ainsi de son sang la vérité de sa prédication. Son martyre eut lieu vers l’an 170, saint Soter étant Pape et Marc-Aurèle empereur romain.
D’après saint Grégoire de Tours, on craignait que le grand sarcophage considéré comme le tombeau de saint Bénigne renfermât seulement le corps d’un païen. Mais le Martyr apparut et raconta sa vie et son martyre à saint Grégoire de Langres, qui, convaincu de l’authenticité des reliques, déposa le sarcophage dans une crypte et fit élever au-dessus une grande basilique.