Sino al 392, le figure di santità di Vitale ed Agricola erano quasi del tutto sconosciute, fino a quando il vescovo bolognese Eusebio annunciò il ritrovamento dei loro resti in un cimitero ebreo dell’attuale territorio emiliano, dando loro degna sepoltura con rito cristiano e invitando il popolo a venerarne le reliquie. Alla celebrazione partecipò anche Sant’Ambrogio, a cui si deve la diffusione della devozione dei santi Vitale ed Agricola e la traslazione a Milano di alcune delle loro reliquie, che giunsero poi anche a Firenze e in altre città.
Dei due santi non si conoscono molti dettagli; di Agricola si dice fosse un cittadino cristiano di Bologna e Vitale il suo servitore che abbracciò la religione cristiana del padrone. Vitale, il primo a morire martire, fu martoriato in ogni parte del suo corpo; Agricola, fortificato dalla morte del fedele servitore, non volle rinnegare la propria fede e fu pertanto crocifisso. Il culto dei due protomartiri è presente in modo particolare a Bologna, dove sono conservate le reliquie dei due santi martiri.