Μετά τον αποκεφαλισμό του Αγίου συνέβη το έξης μέγιστο και πανθαύμαστο γεγονός: Ο Άγιος πήρε με τα ίδια του τα χέρια την αγία του κεφαλή και, κρατώντάς την, περπάτησε περίπου δύο μίλια, αφήνοντας κατάπληκτους όλους εκείνους που έβλεπαν το μέγιστο αυτό θαύμα. Και την αγία κεφαλή του δεν την άφησε από τα χέρια του, παρά όταν συνάντησε μία γυναίκα, ονόματι Κατούλα, και αφού στάθηκε κατά θεία Πρόνοια, την εναπόθεσε στις παλάμες της ως έναν πολύτιμο θησαυρό.
Συγχρόνως με τον αποκεφαλισμό του αγίου Διονυσίου αποκεφαλίστηκαν και οι δύο μαθητές του, ο Ρουστικός και ο Ελευθέριος.
Τα σώματα δε των Αγίων αυτών μαζί με το μαρτυρικό σώμα του διδασκάλου τους αγίου Διονυσίου ο τύραννος τα άφησε άθαφτα, ώστε να αποτελέσουν τροφή για τα θηρία και τα όρνια.
Όμως κάποιοι πιστοί τόλμησαν και περισυνέλεξαν τα άγια λείψανα, τα οποία και εναπόθεσαν σε κάποιο κρυφό μέρος «διά τον φόβο των δημίων».
Αλλά μόλις εξέλειπε ο φόβος αυτός, η μακαριστή Κατούλα πήρε τα λείψανα των άγιων Μαρτύρων και τα ενταφίασε σε επίσημο υπέργειο τάφο, στις 3 Οκτωβρίου.
