Το Μαρτύριο του Πολυκάρπου αφηγείται τον διωγμό στη Σμύρνη σχεδόν σκηνή προς σκηνή. Φίλοι κρύβουν τον ηλικιωμένο επίσκοπο σε αγρόκτημα, αλλά όταν αποκαλύπτεται το καταφύγιο εκείνος αρνείται να φύγει ξανά. Ζητά να προσφερθεί φαγητό στους άνδρες που ήρθαν να τον συλλάβουν και μία ώρα για προσευχή. Το κείμενο δεν παρουσιάζει κάποιον που επιζητεί τον θάνατο, αλλά έναν γαλήνιο ποιμένα που φέρνει τον φόβο του στην προσευχή.
Το κείμενο αναφέρει επίσης όραμα τρεις ημέρες πριν από τη σύλληψη: ο Πολύκαρπος βλέπει το μαξιλάρι του να καίγεται και λέει ότι θα καεί ζωντανός. Καθώς μπαίνει στο στάδιο, φωνή από τον ουρανό φέρεται να λέει: «Να είσαι δυνατός και ανδρείος, Πολύκαρπε!» Κανείς δεν είδε τον ομιλητή, αλλά οι παρόντες Χριστιανοί λέγεται ότι άκουσαν τη φωνή.
Στο στάδιο ο ανθύπατος τού ζητά να ορκιστεί στην τύχη του Καίσαρα και να καταραστεί τον Χριστό. Ο Πολύκαρπος απαντά ότι δεν μπορεί να βλασφημήσει τον Βασιλιά που δεν του έκανε ποτέ κακό. Όταν ανάβει η πυρά, σύμφωνα με την αφήγηση οι φλόγες σχηματίζουν αψίδα σαν πανί πλοίου γεμάτο άνεμο και κυκλώνουν το σώμα χωρίς να το καταναλώνουν. Μοιάζει με ψωμί που ψήνεται ή χρυσό στο καμίνι, ενώ απλώνεται άρωμα λιβανιού. Επειδή η φωτιά δεν τον καίει, δήμιος τον διαπερνά με εγχειρίδιο· το αίμα που χύνεται λέγεται ότι σβήνει τις φλόγες.
Ο Ειρηναίος, που θυμόταν να ακούει τον Πολύκαρπο στα νιάτα του, έγραψε ότι είχε διδαχθεί από αποστόλους και μετέδιδε πιστά όσα παρέλαβε. Έτσι μια τοπική εκτέλεση έγινε μνήμη που ένωσε χριστιανικές γενιές.