Di santa Lucia sembra esistere a Siracusa il loculo, cioè la tomba primitiva, sulla quale sorse una chiesa, rifatta poi nel Seicento. Inoltre «esistono iscrizioni, che testificano una remota e fervida devozione per la Martire e un culto liturgico già stabilito dai primi secoli. Infine, esiste una di quelle "Passioni", molto tarde, con le quali la devozione dei fedeli ha ricamato di fantasia, sopra un canovaccio certamente storico».
I racconti, che risalgono al periodo normanno e non hanno molta plausibilità storica, narrano di una giovane, orfana di padre, appartenente ad una ricca famiglia di Siracusa, che era stata promessa in sposa ad un pagano. La madre di Lucia, Eutichia, da anni ammalata, aveva speso ingenti somme per curarsi, ma nulla le era giovato. Fu così che Lucia ed Eutichia, unendosi ad un pellegrinaggio di siracusani al sepolcro di Agata, pregarono sant'Agata affinché intercedesse per la guarigione della donna. Durante la preghiera Lucia si assopì e vide in sogno sant'Agata che le diceva: Lucia, perché chiedi a me ciò che puoi ottenere tu per tua madre? Nella visione sant'Agata le preannunciava anche il suo patronato sulla città di Siracusa. Ritornata a Siracusa e constatata la guarigione di Eutichia, Lucia comunicò alla madre la sua ferma decisione di consacrarsi a Cristo. Il pretendente, insospettito e preoccupato nel vedere la desiderata sposa vendere tutto il suo patrimonio per distribuirlo ai poveri, verificato il rifiuto di Lucia, la denunciò come cristiana. Erano in vigore i decreti di persecuzione dei cristiani emanati dall'imperatore Diocleziano.
Il processo che Lucia sostenne dinanzi all'arconte Pascasio attesta la fede ed anche la fierezza di questa giovane donna nel proclamarsi cristiana. Minacciata di essere esposta tra le prostitute, Lucia rispose: "Il corpo si contamina solo se l'anima acconsente". Il proconsole allora ordinò che la donna fosse costretta con la forza, ma lei diventò così pesante, che decine di uomini non riuscirono a spostarla. Il dialogo serrato tra lei ed il magistrato vide addirittura quasi ribaltarsi le posizioni, tanto da vedere Lucia quasi mettere in difficoltà l'Arconte che, per piegarla all'abiura, le fece passare la notte in un lupanare insieme ai soldati. Lucia non si piegò a nessun tormento fino a quando, inginocchiatasi, venne decapitata. Prima di morire annunciò la destituzione di Diocleziano e la pace per la Chiesa.
Privo di ogni fondamento, ed assente nelle molteplici narrazioni e tradizioni, almeno fino al secolo XV, è l'episodio di Lucia che si strappa gli occhi. L'emblema degli occhi sulla coppa, o sul piatto, è da ricollegarsi, semplicemente, con la devozione popolare che l'ha sempre invocata protettrice della vista a motivo del suo nome Lucia.
La sua iconografia vede spesso gli occhi accompagnati dal pugnale conficcato in gola. Il motivo di questa raffigurazione risiede nel racconto dei cosiddetti Atti latini che descrivono la morte di Lucia per jugulatio piuttosto che per decapitazione.
Attestato dalla testimonianza scritta di un testimone oculare come il miracolo della fine della carestia dell'anno 1646, domenica 13 maggio 1646, una quaglia fu vista volteggiare dentro la Cattedrale durante la Messa. Quando la quaglia si posò sul soglio episcopale, una voce annunciò l'arrivo al porto di un bastimento carico di cereali. La popolazione vide in quella nave la risposta data da Lucia alle tante preghiere che a lei erano state rivolte.
La sua festa liturgica ricorre il 13 dicembre; antecedentemente all'introduzione del calendario gregoriano (1582), la festa cadeva in prossimità del solstizio d'inverno (da cui il detto "santa Lucia il giorno più corto che ci sia"), ma non coincise più con l'adozione del nuovo calendario (differenza di 10 giorni). La celebrazione della festa in un giorno vicino al solstizio d'inverno, è probabilmente dovuta alla volontà di sostituire antiche feste popolari che celebravano la luce e si festeggiano nello stesso. Il culto di Santa Luca peraltro presenta numerose affinità con il culto all'antica divinità greca venerata a Siracusa nell'isola di Ortigia. Ad Artemide, come del resto a Santa Lucia, è sacra la quaglia e l'isola di Ortigia - anche chiamata 'Delo' in onore della dea della caccia. Artemide e Lucia sono entrambe vergini. Artemide è inoltre vista anche come dea della luce mentre stringe in mano due torce accese e fiammeggianti. Del resto anche il nome 'Lucia' sembrerebbe ricondurre il culto della martire verso una personificazione di tale benigna divinità più che verso un personaggio storico accertato.
Si racconta che il corpo della santa, prelevato a Siracusa nel 1040 dai Bizantini di Giorgio Maniace, giunse a Costantinopoli; da qui è stato successivamente trafugato dai Veneziani che conquistarono la capitale bizantina nel 1204 ed è quindi attualmente conservato e venerato nella chiesa di San Geremia a Venezia. Nonostante alcune propagande apologetiche, non ci sono tuttavia elementi certi che attestino che il corpo trafugato dai Bizantini fosse veramente di Santa Lucia, non essendovi al tempo alcun indizio che indicasse dove fosse seppellita la santa all'interno del complesso catacombale siracusano. Oltretutto per quasi ben due secoli, dal 1040 al 1204 si persero le tracce di questo corpo.
Le sacre spoglie della santa siracusana tornarono eccezionalmente a Siracusa per sette giorni nel dicembre 2004 in occasione del 17º centenario del suo martirio. L'arrivo e la partenza delle spoglie furono salutati da una incredibile folla di proseliti siracusani. Tuttavia riscontrata l'elevatissima partecipazione e devozione dei devoti, siracusani e non, da allora si è fatta strada la possibilità di un ritorno definitivo tramite alcune trattative tra l'Arcivescovo di Siracusa Giuseppe Costanzo e il Patriarca di Venezia Angelo Scola. Le sacre spoglie della Santa, dopo più di 1000 anni, sono tornate anche a ERCHIE (Br), per un totale di 10 giorni: dal 23 Aprile al 2 Maggio 2014, in occasione della Festa della protettrice del Paese. Questo evento è stato voluto fortemente dal primo cittadino Giuseppe Margheriti. Il corpo della santa, tornerà a Siracusa dal 14 al 22 dicembre 2014, in occasione del 10º anniversario della prima visita del corpo nella sua città natale.
Va però detto che non vi sono prove che il corpo di Santa Lucia a Venezia sia autentico. Una tradizione molto antica, che risale a Sigeberto di Gembloux († 1112), racconta che le spoglie della santa furono portate a Metz in Francia, dove tuttora sono venerate, con grande devozione, dai francesi in un altare di una cappella della chiesa di Saint-Vincent.
A Siracusa la festa di santa Lucia è molto sentita. La popolazione si raduna dietro la statua della santa e la segue in processione. Poi quando la statua dal Duomo di Siracusa arriva a piazza Santa Lucia nella chiesa di Santa Lucia al Sepolcro, lì una folla di siracusani va quotidianamente a rendere omaggio alla santa, portando candele e pregando nella sua chiesa, poiché per Siracusa è un evento vedere la statua di Santa Lucia che durante tutto l'anno resta invece chiusa all'interno del Duomo, non visibile per ragioni di sicurezza. Ma durante i giorni di festa a lei dedicati i siracusani possono vedere nuovamente la statua posta vicino l'altare della chiesa. La statua viene trasportata da uomini volontari che si distinguono perché sono vestiti tutti di verde, e le reliquie che si trovano in città vengono invece trasportate da donne volontarie. Poi si ode un grido di un trasportatore che dice:
"Sarausana jè" (Siracusana è).
La città entra in festa, le scuole vengono chiuse, viene organizzata una grande fiera che dura per tutto il tempo della festività (otto giorni) e vengono fatti brillare lunghi fuochi d'artificio in cielo.
In alcune regioni dell'Italia settentrionale esiste una tradizione legata ai "doni di santa Lucia", figura omologa dei vari san Nicola, Babbo Natale, Gesù bambino, Befana e altri che, durante i secoli, hanno sostituito l'antico culto degli avi nell'immaginario infantile.
Secondo la moderna usanza, nata negli anni trenta e consolidatasi nei decenni successivi, i bimbi scrivono una lettera alla santa, elencando i regali che vorrebbero ricevere e dichiarando di meritarseli, essendo stati bravi e obbedienti durante l'anno.
Per accrescere l'attesa dei bimbi, è uso che i ragazzi più grandi, nelle sere precedenti, percorrano le strade suonando un campanello da messa e richiamando i piccoli al loro dovere di andare subito a letto, ad evitare che la santa li veda e li accechi, gettando cenere nei loro occhi. Allo scopo di ringraziare la santa è uso lasciare del cibo; solitamente delle arance, dei biscotti, caffè, mezzo bicchiere di vino rosso e del fieno, oppure farina gialla e sale o fieno, per l'asino che trasporta i doni.
Il mattino del 13 dicembre, al loro risveglio, i bimbi troveranno un piatto con le arance e i biscotti consumati, arricchito di caramelle e monete di cioccolato. Inoltre, a volte nascosti nella casa, i doni che avevano richiesti e che sono dispensati totalmente o parzialmente, secondo il comportamento tenuto.
A Savignano sul Rubicone e a Forlì, invece, la festa di santa Lucia dà luogo a una fiera nel centro cittadino, fiera dedicata in primo luogo a torroni, croccanti, altri dolciumi e giocattoli: qui, infatti, la tradizione dei doni di santa Lucia assume una veste particolare, che riguarda non tanto i bambini quanto le ragazze, a cui soprattutto, in questa occasione, si regala del torrone.
È considerata dai devoti la protettrice degli occhi, dei ciechi, degli oculisti, degli elettricisti e degli scalpellini e viene spesso invocata nelle malattie degli occhi.
È considerata per tradizione, la patrona della vista e di tutti coloro che ne soffrono, come i non vedenti, i miopi, gli astigmatici. Presso l'urna che accoglie le sacre spoglie della santa in San Geremia a Venezia, vengono quotidianamente portati ex voto e grazie ricevute che attestano la munificenza di santa Lucia nel dispensare grazie.
Santa Lucia è anche patrona del Gremio dei calzolai della città di Sassari.
In Svezia Lucia è molto venerata, sia dalla chiesa cattolica, che da quella luterana. I bambini preparano biscotti e dolciumi (tra questi, delle focaccine allo zafferano e all'uvetta chiamate lussekatter[9]) a partire dal 12 dicembre. La mattina del 13, la figlia maggiore della famiglia si alza ancor prima dell'alba e si veste con un lungo abito bianco legato in vita da una cintura rossa; la testa è ornata da una corona di foglie e da sette candele utili per vedere chiaramente nel buio. Le sorelle, che indossano una camicia bianca, simboleggiano le stelle. I maschi indossano cappelli di paglia e portano lunghi bastoni decorati con stelline. La bambina vestita come santa Lucia sveglia gli altri membri della famiglia e serve loro i biscotti cucinati il giorno precedente.
Nel paese scandinavo è diffusa una tradizionale canzone di santa Lucia (Luciasången) che non è altro che la celebre "santa Lucia" napoletana adattata con un testo in lingua svedese. In diverse città alcune bambine sfilano vestite come santa Lucia intonando il Luciasången di casa in casa.
Ogni anno viene eletta la Lucia di Svezia che raggiungerà la città siciliana di Siracusa per partecipare alla processione dell'ottava, in cui il simulacro di santa Lucia viene ricondotto in Duomo.