Wobec takiej postawy Katarzyny Maksymilian postanowił zorganizować dysputę między Katarzyną a pięćdziesięcioma filozofami i retorami, chcąc ośmieszyć Katarzynę i chrześcijaństwo. Katarzyna jednak wyszła z debaty zwycięsko, pokonując wszystkich mówców przytoczeniem niepodważalnych dowodów na istnienie Boga. Po tym zdarzeniu wielu uczestników debaty nawróciło się na chrześcijaństwo. Niezadowolony z takiego obrotu sprawy Maksymilian skazał Katarzynę na śmierć przez tortury, ale podobno koło, którym była męczona, rozpadło się nie wyrządzając jej szkody.
Niezłomna postawa Katarzyny wzbudziła podziw wśród kolejarzy, dlatego też obrali ją sobie za patronkę, uważając, że skoro nie zginęła pod kołem męczeńskim – to uchroni też innych od śmierci pod kołami pociągów. Wizerunek świętej widnieje na wielu kolejarskich sztandarach, na wielu dworcach kolejowych są jej kapliczki.