เปโตรและเปาโลตายเป็นมรณสักขีที่กรุงโรม เปโตรถูกตัดสินประหารชีวิตด้วยการถูกตรึงกางเขนโดยกลับหัวลงตามที่ท่านขอร้องด้วยความสุภาพ  เปาโล ซึ่งเป็นพลเมืองโรมัน ถูกตัดศีรษะ ธรรมประเพณีบอกว่าการตายของทั้งสองเกิดขึ้นระหว่างการเบียดเบียนโดยจักรพรรดิเนโร ตามด้วยไฟไหม้ครั้งใหญ่ในกรุงโรม

ความกังวลของเปโตรเกี่ยวกับการเบียดเบียนที่อาจเกิดขึ้น เริ่มปรากฏชัดเจน เมื่อเนโรขึ้นเป็นจักรพรรดิขณะที่อายุสิบหกปี เรื่องราวที่ครบถ้วนของเนโรไม่ชัดเจนนัก เพราะบันทึกโบราณเกี่ยวกับเขามาจากนักประวัติศาสตร์โรมันที่เป็นศัตรูกับเขา ดูเหมือนว่าถูกต้องทีเดียว ที่เนโรเป็นผู้ปกครองที่โหดร้ายอำมหิต ที่ไม่มีความสามารถหรือไม่ใช้อำนาจของเขา เพื่อช่วยประชาชนของตน

ในค.ศ.64 ระหว่างรัชสมัยของจักรพรรดิเนโร เกิดไฟไหม้รุนแรงทำลายบางส่วนกรุงโรม เป็นเวลาหกวันหกคืน ไฟลุกไหม้เผาบางพื้นที่ที่ยากจนที่สุดของเมืองราบเป็นหน้ากอง ความเสียหายเกิดขึ้นกับทรัพย์สมบัติและสิ่งก่อสร้างเก่าแก่สวยงามจำนวนมาก ซึ่งมีความสำคัญในประวัติศาสตร์โรมัน

ประชาชนจำนวนมากไร้ที่อยู่อาศัย บาดเจ็บและสูญเสียสมาชิกในครอบครัวและสิ่งที่พวกเขาเป็นเจ้าของ  ด้วยความเคียดแค้นและตกใจ พวกเขาแสวงหาใครบางคนเพื่อรับผิด ประชาชนบางคนพูดว่าเนโรเป็นผู้วางเพลิง ซึ่งมีเหตุผลที่จะสงสัยได้ในข้อกล่าวหานี้ แต่ประชาชนกล่าวโทษเขาในฐานะที่ต้องเป็นผู้รับผิดชอบในทางใดทางหนึ่งอยู่แล้ว บางคนคิดว่าเทพเจ้ากำลังลงโทษกรุงโรมเพราะความดุร้ายของจักรพรรดิ เขาฆ่าแม่และภรรยาของตนเอง ประชาชนเริ่มพูดว่าเทพเจ้าโกรธจักรพรรดิของพวกเขา เนโรต้องการหันเหความโกรธแค้นของชาวโรมันให้พ้นจากตัวเอง บางทีเขาอาจเป็นต้นเหตุสำหรับการกล่าวโทษคริสตชนในเรื่องไฟไหม้

ในเวลานั้น คริสต์ศาสนาเป็นศาสนาที่ลึกลับสำหรับพลเมืองทั่วไปของกรุงโรม  คนที่ไม่เป็นคริสตชนไม่เข้าใจรูปแบบชีวิตคริสตชน ชาวโรมันจึงรู้สึกเอาเองง่ายๆ ว่า คริสตชนควรถูกกล่าวโทษสำหรับไฟไหม้ใหญ่ครั้งนี้

ดังนั้นทหารของจักรพรรดิได้เริ่มจับกุมบรรดาคริสตชน และขังไว้ในคุก ผู้ปกครองนำพวกเขาไปต่อหน้าผู้พิพากษา ที่ตัดสินประหารชีวิตพวกเขาให้ตายอย่างโหดร้าย โดยถูกทรมานจนตายใน "ความโหดร้ายของการแข่งม้ามนุษย์" (กีฬาประเภทแข่งม้าของชาวโรมันสมัยนั้น โดยใช้คนที่เป็นนักโทษหรือเชลย)

เปโตรเป็นหนึ่งในผู้รับเคราะห์เหล่านี้ อาจเป็นช่วงระหว่างค.ศ.64-67 ท่านถูกตัดสินประหารชีวิตด้วยการตรึงกางเขน ธรรมประเพณีบอกว่า เปโตรรู้สึกว่าตัวเองไม่มีคุณค่าพอที่จะถูกตรึงกางเขนแบบเดียวกับพระเยซูเจ้า ดังนั้นท่านขอถูกตรึงกางเขนโดยกลับหัวลง

ธรรมประเพณีบอกด้วยว่า ในช่วงนี้เปาโลถูกจับขังคุกเป็นครั้งที่สองที่กรุงโรม และถูกตัดสินประหารชีวิต  แต่เพราะท่านเป็นพลเมืองโรมัน จึงถูกตัดศีรษะแทนการตรึงกางเขน วันฉลองของเปโตรและเปาโลตรงกับวันที่ 29 มิถุนายน