La leyenda de la santa dice que Basila era una doncella emparentada con la familia imperial y que fue martirizada en Roma a mediados del siglo III. Desde su niñez, sus padres la prometieron en matrimonio a un patricio llamado Pompeyo; pero después de su conversión al cristianismo, Basila se negó a casarse, porque se había consagrado al Señor desde el momento de su bautismo. Pompeyo la denunció ante el emperador Galieno, quien dio a escoger a Basila entre el matrimonio o la muerte por la espada. La santa escogió esto último y fue decapitada en la Vía Salaria.
Posiblemente, los detalles de esta narración y, en particular la mención de Galieno en el siglo III, sean totalmente erróneos. En 1654, se descubrió en la catacumba de San Ciriaco una tumba en la que había una placa con el nombre de Basila, una hoja de palma y una paloma; como es bien sabido, la palma y la paloma simbolizan el martirio y la virginidad. Los huesos que se hallaron en dicha tumba fueron trasladados con gran pompa al hospital de Bayeux, en Normandía; pero probablemente no se trata de los restos de la santa del siglo III, sino de alguna otra mártir desconocida.
No existen las actas de Santa Basila. Su nombre aparece mencionado de paso en la Pasión de Santa Eugenia, que es un documento sin valor. Sin embargo, está fuera de duda que el martirio de la santa es auténtico. La Depositio Martyrum sitúa el martirio de santa Basila el 22 de septiembre del año 304, que es la fecha en que se la celebra actualmente; la fecha del 20 de mayo provenía de su mención en el Hieronymianum. En las catacumbas se han descubierto varias inscripciones, en las que se invoca a la santa.