Σε μία περίοδο σκληρών, ίσως και των σκληρότερων, διωγμών απέναντι στους Χριστιανούς, όταν οι έπαρχοι της Καππαδοκίας και Αρμενίας, Λυσίας και Αγρικόλαος, έκαναν πράξη το απάνθρωπο διάταγμα να θανατώνουν κάθε πιστό της νέας θρησκείας, ο Άγιος Ευγένιος έζησε και μαρτύρησε, μαχόμενος κάθε στιγμή υπέρ της παρρησίας της βαθιάς του πίστης στον Ιησού Χριστό και το κήρυγμά του. Κατά τον Ιανουάριο του 290 μ.Χ., ξεκινά το μαρτύριο του Ευγενίου και των συναθλητών του (Κανιδίου, Ουαλεριανού και Ακύλα). 

Εθνικοί της Τραπεζούντας καταγγέλλουν στο Λυσία τους τέσσερεις συναθλητές με την κατηγορία ότι διδάσκουν το λόγο του Εσταυρωμένου και κρύβονται σε δασώδη περιοχή. Οι διώκτες οδηγούνται στη σύλληψη του Κανιδίου, αρχικά, κι έπειτα του Ουαλεριανού καθ’ υπόδειξη του Ακύλα, ο οποίος είχε ήδη ομολογήσει την πίστη του στο Χριστό. Οι τρεις συναθλητές περνούν όλη τη νύχτα στη φυλακή προσευχόμενοι και ψάλλοντας ύμνους στο Θεό. Το πρωί της επομένης ημέρας καλούνται να εμφανισθούν μπροστά στο Λυσία, που έχει φτάσει στην Τραπεζούντα, ανακρίνονται και για μία ακόμη φορά, ομολογούν την πίστη τους. Η παραδοχή της πίστης τους φέρνει αναπόφευκτα το μαστίγωμά τους κι αφού υποβάλλονται σε φριχτότερα βασανιστήρια, επιστρέφουν στη φυλακή. 

Εν τω μεταξύ, στον Άγιο Ευγένιο, ο οποίος ολόκληρο το διάστημα αυτό κρυβόταν σε μία σπηλιά μέσα στο δάσος, παρουσιάζεται ο ίδιος ο Χριστός. Τότε, τον παροτρύνει να φανερωθεί και να αναγγείλει την πίστη του. Και πράγματι, ο Άγιος ψάλλει και υμνεί το Θεό. Οι προσευχές του ακούγονται και προδίδουν την παρουσία του σε μία γυναίκα που περνά, τυχαία, από εκεί για να μαζέψει ξύλα. Στο άκουσμα των προσευχών του τρέχει ταραγμένη στην πόλη και τον καταδίδει. Σε μικρό χρονικό διάστημα, ο Άγιος συλλαμβάνεται και κακοποιημένος οδηγείται στη φυλακή, όπου περνά τη νύχτα δοξάζοντας το Θεό. Την επομένη άγεται στο Δούκα Λυσία ενώπιον του οποίου ομολογεί την πίστη του. Ωστόσο, ο ίδιος ο Λυσίας τον προτρέπει να προσφέρει θυσία στους θεούς των ειδωλολατρών με αντάλλαγμα τη ζωή του. 

Ο Ευγένιος δέχεται και με πλήθος κόσμου να τον ακολουθεί, εισέρχεται σε έναν ειδωλολατρικό ναό. Καθʼόσο ο Άγιος προσεύχεται στο Χριστό, το συγκεντρωμένο πλήθος παρακολουθεί έκπληκτο τρία ειδωλολατρικά αγάλματα να θρυμματίζονται και την ίδια στιγμή τα δαιμόνια να παρακαλούν τον Άγιο να μην τα εκδιώξει. Παρά το άξιον θαυμασμού γεγονός, ο Λυσίας προτείνει και πάλι στον Ευγένιο να προσφέρει θυσία στους ειδωλολατρικούς θεούς. Ο Άγιος όμως ειρωνευόμενος, αρνείται την πρόταση αυτή. Υπομένοντας τα φριχτά βασανιστήρια που ακολουθούν, ο Ευγένιος δεν υποκύπτει, παραμένει προσηλωμένος στην πίστη του. Έξαλλος, τότε ο Δούκας διατάζει να ετοιμασθεί μια μεγάλη κάμινος και να ριχθούν μέσα και οι τέσσερεις συναθλητές. 

Άγγελος Κυρίου αφαιρεί εξαίφνης τη δύναμη της φωτιάς κ’ έτσι, οι δήμιοι που καταφθάνουν τρεις ημέρες αργότερα στον τόπο του μαρτυρίου αντικρίζουν τους τέσσερεις πιστούς σώους και αβλαβείς. Συνειδητοποιώντας αυτό το αληθινά μεγάλο θαύμα, οι τρεις δήμιοι αλλάζουν πίστη και προσέρχονται στο Χριστιανισμό. Αποφασισμένος ο Λυσίας να εκτελέσει την εντολή που του είχε δοθεί, διατάζει τον αποκεφαλισμό των τριών συναθλητών και τη σταύρωση του Ευγενίου. Τα σώματα των τριών μαρτύρων κλέπτονται από ευσεβείς χριστιανούς, οι οποίοι, όμως, λόγω της έντονης κακοποίησής τους, αδυνατούν να τα αναγνωρίσουν. Και, ω του θαύματος!, τα σώματα των συναθλητών βρίσκονται στον τόπο της καταγωγής του καθενός, όπου θάβονται με ιδιαίτερες τιμές. 

Εν αντιθέσει, ο Ευγένιος, που βρίσκεται κρεμασμένος στο σταυρό μέσα στη φυλακή, ελευθερώνεται και με τη βοήθεια Αγγέλου θεραπεύονται οι πληγές του. Οι συγκρατούμενοί του, άφωνοι από το μεγαλείο του θαύματος, προσέρχονται και αυτοί στο Χριστιανισμό. 

Εξοργισμένος, πλέον, ο Λυσίας καλεί και πάλι τον Ευγένιο να παρουσιαστεί μπροστά του, αποδίδει τη θεραπεία των οπών του σε «μαγικές ιδιότητες» του Αγίου και διατάζει τον αποκεφαλισμό του. Ο τόσο φριχτός και συγκλονιστικός θάνατός του ήλθε την 21η Ιανουαρίου του 290 μ.Χ. Το σκήνωμά του κλάπηκε και τάφηκε πλησίον του τόπου του μαρτυρίου του, όπου και χτίστηκε ο ναός των Ποντίων «Άγιος Ευγένιος» προς τιμήν του! 

Τα πρώτα κείμενα που βρέθηκαν να αναφέρονται στο ασύλληπτο αυτό μαρτύριο ανήκουν στον πατριάρχη Κωνσταντινουπόλεως, Ιωάννη Ξιφιλίνο. Χρονολογούνται δε από το 1042, ενώ με νέα δεδομένα τα θαύματα του Αγίου καταγράφηκαν (και πάλι από τον Ιωάννη Ξιφιλίνο) στον κώδικα της μονής Διονυσίου (έκδοση 154). Εκτενής αναφορά στο μαρτύριο το δικό του και των συναθλητών του γίνεται και στο Αρχείο του Πόντου (1953/τόμος 18/σελ. 163). 

Ενώ, το αρχαιότερο συναξάρι κείμενο της Κωνσταντινουπόλεως χρονολογείται τον 11ο αιώνα μ.Χ. 

Παρά το μέγεθος των ανωτέρω γεγονότων, η σημερινή θέση του μεγαλομάρτυρα αγίου των Ποντίων στην Ορθοδοξία δεν είναι εκείνη που αξίζει στον σημαίνοντα βίο του και την αξιομνημόνευτη προσφορά του στο Χριστιανισμό, μέσω του μαρτυρίου του. 

Η μνήμη του προστάτη Αγίου τιμάται στη Μονή του Αγίου Διονυσίου στο Άγιο Όρος, αδιάλειπτα, από το 1375 μ.Χ. έως και σήμερα, τόσο στις 21 Ιανουαρίου, ημέρα του μαρτυρίου του, όσο και στις 24 Ιουνίου, ημέρα των γενεθλίων του. 

Κάθε αναφορά στην Τραπεζούντα και τον Άγιο Ευγένιο επαναφέρει ζητήματα ιστορικά δέουσας σημασίας. Ο ναός του Αγίου Ευγενίου, έχει μετατραπεί από το 1461 μ.Χ. σε τζαμί (γενί τζαμί τζουμασί), όταν έγινε η άλωση της Τραπεζούντας από το Μωάμεθ, τον κατακτητή, ενώ παραμένει η χηρεία της θέσης του μητροπολίτη Τραπεζούντας από το 1922 μ.Χ. μέχρι σήμερα.