În timpul domniei împăratului Iulian Apostatul (361-363), care s-a lepădat de credinţă, s-a pornit prigoană împotriva creştinilor, apostatul prefăcând bisericile în temple idoleşti şi omorându-i pe creştini cu înfricoşătoare chinuri. În timpul unui război împotriva perşilor, Artemie a fost chemat la Antiohia cu oastea lui.
Acolo, a văzut creştinii chinuiţi de prigonitori şi i-a cerut socoteală împăratului Iulian. „Pentru ce, o, împărate, chinuieşti fără de omenie pe cei nevinovaţi şi-i sileşti să se lepede de dreapta credinţă?” Iar Iulian, auzind aceste cuvinte, a strigat aprins de mânie: „Cine este acesta şi de unde este el, care grăieşte cu îndrăzneală împotriva noastră şi a venit să ne vorbească de rău chiar în faţă?” Şi cei de faţă au răspuns: „Ducele Alexandriei, stăpâne”. Deci, pentru îndrăzneala sa, dar şi pentru uneltirile păgânilor din Egipt, Artemie a fost legat şi torturat.
A fost bătut cu vine de bou, l-au tăiat pe spate cu brice ascuţite şi i-au pătruns coastele şi tâmplele cu ţepuşe arse în foc. Apoi, punându-l între două pietre mari, atât l-au presat încât toate oasele i le-au zdrobit şi luminile ochilor au sărit din locul lor.
În timpul suferinţelor, Artemie Îl mărturisea pe Domnul Iisus Hristos neîncetat. Deci, văzând că sfântul nu moare, împăratul a poruncit să i se taie capul şi astfel a luat el cununa muceniciei. Moaştele Sfântului Artemie au fost cinstite de creştini, devenind izvor de tămăduiri şi minuni.