Императорът приложил всички средства, които според него можели да унищожат в душите на християните вярата в истинския Бог. През 303 г. той започнал ново гонение и когато научил, че Сергий и Вакх са християни, отначало не искал да повярва. Мислел, че завистници с клевети искат да отстранят доверените му служители. Скоро обаче се убедил, че му е казана истината. И макар да ценял Сергий и Вакх за тяхната мъдрост и съвети, както и за храбростта им в боевете, веднага се опитал да ги убеди да се откажат от вярата си в Иисус Христос. Но двамата военачалници сами почнали да увещават императора да се обърне към истинския Бог. Пламнал от гняв, Максимиан не желаел повече да слуша. И когато видял, че Сергий и Вакх решително отказват да се подчинят, императорът не се поколебал да ги лиши от постовете и да ги предаде на мъчения.
Двамата достойни християни били изтезавани по много начини. След жестоко бичуване Вакх пръв издъхнал. Предложили на Сергий да се спаси от мъчителна смърт, като се отрече от Христос, но той отговорил с думите на свети апостол Павел: "За мене животът е Христос, а смъртта - придобивка" (Филип. 1:21). Заради тази негова твърдост във вярата бил обезглавен. Това станало в 303 г.
През 547 г. император Юстиниан Велики издигнал в Константинопол голяма църква в чест на мъчениците Сергий и Вакх (така наречената Малка света София), където положили светите им мощи. По-късно кръстоносци ги заграбили и сега части от тях се пазят в различни градове в Европа, пише БТА.