Aucune œuvre survivante de Raffaello Sanzio n'est connue sous le titre Le martyre de Sainte-Cécile, et aucune documentation ne relie une peinture du martyre de Sainte Cécile à Raphaël en l'an 1600, une date postérieure à la mort de l'artiste en 1520. Cette incertitude a alimenté le débat parmi les historiens de l'art, qui se sont longtemps interrogés sur les origines et les attributions de diverses images de Sainte Cécile. La représentation la plus connue de la sainte par Raphael est Saint Cecilia (c.

1516–1517), peinte pour l'église de San Giovanni in Monte, à Bologne, mais aucun enregistrement d'une scène de martyre de sa main n'existe. Sainte Cécile, la patronne de la musique, aurait été condamnée à mort pour sa foi chrétienne au IIIe siècle. Selon la légende, après avoir survécu à une tentative d'étouffement dans son propre bain, elle fut frappée trois fois au cou avec une épée et laissée pour morte. Les artistes choisissaient souvent de la représenter au moment de son martyre ou en compagnie d'instruments de musique, symboles de son harmonie spirituelle.

Dans le célèbre Saint Cecilia de Raphael, la sainte se tient parmi des instruments brisés, le regard levé vers le ciel, suggérant l'ascension de son âme ; si une scène de martyre par Raphaël existait, elle aurait pu contraster cette sérénité avec la violence de ses derniers instants, comme on le voit dans les traitements baroques ultérieurs de Carlo Dolci ou Guido Reni. Si Le martyre de Sainte-Cécile était en effet une œuvre perdue ou mal attribuée de Raphael, son parcours serait un récit fascinant de redécouverte et de débat académique. L'attribution des peintures à Raphael a souvent évolué avec de nouvelles recherches et analyses techniques, comme avec la réexamination du rôle de son atelier dans plusieurs retables. Aujourd'hui, la seule peinture de Sainte Cécile de Raphael universellement acceptée se trouve à la Pinacoteca Nazionale de Bologne, tandis que d'autres œuvres restent des sujets de spéculation.

Le mystère entourant Le martyre de Sainte-Cécile nous rappelle comment l'histoire de l'art est façonnée autant par ce qui est perdu ou incertain que par ce qui survit.