Emerenziana nasce su finire del III secolo e di lei si hanno poche notizie. Le poche fonti si devono in gran parte a un racconto agiografico della passio latina di sant’Agnese, opera di un ignoto autore del V secolo, che narra le vicende successive alla morte della santa. Secondo questo racconto, Emerenziana è una giovinetta avente la stessa età di Agnese, di cui è “sorella di latte”, il che non farebbe comunque pensare a un vero e proprio legame parentale con la santa. Attestando che la morte di Agnese si collochi all’incirca nel 304, la sua nascita dovrebbe essere intorno al 291-292. Secondo l’agiografia cristiana viene lapidata da pagani presenti lungo la Via Nomentana a Roma presso il sepolcro di Agnese il giorno del suo funerale, all’epoca delle persecuzioni di Diocleziano.
Emerenziana appare costantemente in gruppo con gli altri martiri nelle raffigurazioni più antiche, mentre il culto inizia intorno all’VIII secolo a seguito dell’istituzione di una speciale commemorazione liturgica in suo onore il 23 gennaio, due giorni dopo la festa di sant’Agnese.
In seguito la sua commemorazione passa nel Messale e nel Martirologio Romano. Le reliquie di Emerenziana sono trasferite nel IX secolo nella basilica di Sant’Agnese. Paolo V nel 1615 ordina un’artistica cassa d’argento, in cui fa racchiudere i corpi delle due sante e che viene collocata sotto l’altare maggiore. Altre chiese in Roma conservano il ricordo della martire: Sant’Agnese a piazza Navona, dove le viene dedicato un altare nel 1123; San Pietro in Vincoli, dove è conservata la testa; Santa Maria in Campitelli, dove si mostra un suo dito. Recentemente le è stata intitolata una nuova grande parrocchia nel quartiere Nomentano.
Poiché tardive leggende raccontano che il martirio di Emerenziana la vede soccombere con il ventre squartato, viene invocata, specialmente in Francia, contro il mal di ventre e le malattie degli intestini. E’ anche patrona di Teruel in Spagna e compatrona di Tuenno, piccolo centro in provincia di Trento.