Su vida es mencionada por primera vez en el Liber Pontificalis o Libro de los Papas, donde se precisa que el Pontífice San Simplicio le dedicó una basílica en Roma en la cual reposan sus reliquias.
Santa Bibiana nació en el 347 en el ambiente sereno de una familia cristiana. Sus padres fueron el prefecto de Roma, Flaviano, y la noble, Dafrosa; y su hermana se llamaba Demetria.
Con la llegada al poder de Juliano el Apóstata en el año 361, el prefecto Flaviano, ferviente cristiano, fue depuesto y en su lugar fue nombrado el pagano Aproniano.
El padre de Bibiana se retiró a vivir una vida tranquila y se dedicó al cuidado de los necesitados y perseguidos, así como al entierro de los mártires. Aquello llegó a los a oídos de Aproniano quien lo mandó a asesinar.
Con la muerte de su padre, y privando a la familia de los bienes materiales, las dos hijas junto a su madre, se retiraron a una vida de oración intensa, separando sus corazones de todos los bienes terrenales y preparándose para soportar la persecución.
Posteriormente, se sucedieron esfuerzos infructuosos para que la familia se retractara de la fe cristiana. Por tal motivo, Aproniano detuvo a Dafrosa y la mandó a decapitar el 6 de enero del 362.
También intentó obligar a la apostasía a Bibiana y su hermana Demetria privándolas de alimento. Encerradas en la cárcel, Demetria murió antes de la terrible prueba.
Pero Bibiana enfrentó al gobernador, que, para debilitar su resistencia la confió inútilmente a una alcahueta. Entonces ordenó que Bibiana fuera atada a una columna y flagelada.
Llena de llagas por todo el cuerpo, finalmente la joven mártir entregó su alma a Dios. Echaron su cuerpo a los perros, pero unos cristianos lo rescataron y le dieron sepultura junto a la tumba de sus padres y de la hermana, cerca de su casa, en donde pronto construyeron una capilla y más tarde la actual basílica, sobre el monte Esquilino.
Santa Bibiana es patrona de epilépticos; también es invocada contra el dolor de cabeza y convulsiones.