Κατά την παράδοση, η Αγία Δωροθέα ήταν μια ευγενής ορφανή νέα που καταγόταν από την Καισάρεια της Καππαδοκίας. Έζησε και μαρτύρησε τα χρόνια του ηγεμόνα Σαπρικίου, μεταξύ των ετών 284-304 μ.Χ. Ο Σαπρίκιος, σταλμένος στην Καισάρεια για να επιβάλει τα διατάγματα του διωγμού που είχε εκδώσει ο Διοκλητιανός, διέταξε να συλλάβουν τη Δωροθέα και την ανέκρινε, δίχως ωστόσο κάποιο αποτέλεσμα. Αποφάσισε τότε να την παραδώσει σε δύο αδελφές που είχαν μεταστραφεί στην ειδωλολατρία, τη Χριστίνα και την Καλλίστη, με σκοπό να την πείσουν να αρνηθεί τον Χριστό.
Το αποτέλεσμα όμως ήταν το αντίθετο από εκείνο που προσδοκούσε: η Δωροθέα ήταν εκείνη που έπεισε τις δύο αδελφές να αλλάξουν πίστη και να επιστρέψουν στον Χριστιανισμό.
Ο Σαπρίκιος διέταξε τότε να δέσουν τη Χριστίνα και την Καλλίστη πλάτη με πλάτη και να τις κάψουν ζωντανές, και στη συνέχεια καταδίκασε τη Δωροθέα σε αποκεφαλισμό. Ακούγοντας την ποινή, η Δωροθέα αναφώνησε: «Ευχαριστώ σε Χριστέ, Νυμφίε της ψυχής μου, γιατί με καλείς να εισέλθω στον Παράδεισό Σου».
Ένας ειδωλολάτρης ονόματι Θεόφιλος, που βρισκόταν εκεί, της είπε χλευαστικά: «Δωροθέα, θα μου στείλεις λοιπόν καρπούς ή τριαντάφυλλα από τον κήπο του νυμφίου σου;». Η αγία απάντησε: «Βεβαίως, να είσαι σίγουρος γι’ αυτό!».
Φτάνοντας στον τόπο της εκτέλεσης, ένας άγγελος φανερώθηκε με τη μορφή εξάχρονου αγοριού απαράμιλλης ομορφιάς, που κρατούσε στο χέρι του τρία μεγάλα μήλα και τρία όμορφα κόκκινα τριαντάφυλλα, γεγονός που προκάλεσε ακόμη μεγαλύτερη έκπληξη, μιας και ήταν καταχείμωνο.
Με την προτροπή της Δωροθέας ο άγγελος τα έδωσε στον Θεόφιλο και του είπε: «Ορίστε, αυτά που η Δωροθέα σού υποσχέθηκε. Σου τα στέλνει από τον κήπο του Νυμφίου της».
Εμβρόνητος εκείνος, που μέχρι τότε είχε τη φήμη εχθρού των χριστιανών, άρχισε να πιστεύει στον Χριστό, προς μεγάλη έκπληξη όλων των οικείων του. Όταν συνελήφθη και ανακρίθηκε, απάντησε στον Σαπρίκιο ότι η μόνη του επιθυμία ήταν πλέον να πεθάνει για να βρει το γρηγορότερο τον παράδεισο όπου τον περίμενε η Δωροθέα. Λέγεται πως άντεξε όλα τα βασανιστήρια, και με προθυμία πρόσφερε τον αυχένα του στο ξίφος του δήμιου.
Η Ορθόδοξη και η Καθολική Εκκλησία εορτάζουν τη μνήμη της Δωροθέας μαζί με του Αγίου Θεόφιλου, στις 6 Φεβρουαρίου.