Se desconoce la fecha exacta de su martirio, pero parece que tuvo lugar en alguna ciudad de Mauritania, probablemente en Cesarea, la capital. Las persecuciones estaban en todo su furor y miles de cristianos eran torturados por los soldados romanos sin esperar la sentencia del juez.

En tan terribles circunstancias, San Arcadio se retiró a la soledad. Sin embargo, el gobernador de la ciudad al saber que no se había presentado a los sacrificios públicos, capturó a un pariente y lo mantuvo como rehén hasta que el prófugo se presentara. Al saberlo, el mártir volvió a la ciudad y se entregó al juez quien lo obligó a que se sacrificase a los dioses. Ante su negativa, el juez lo condenó a muerte, cortando cada uno de sus miembros de manera lenta. Al encontrarse totalmente mutilado, el mártir se dirigió a la comunidad pagana, exhortándolos a abandonar a sus dioses falsos y a adorar al único Dios verdadero, el Señor Jesús.

Los paganos se quedaron maravillados de tanto valor y los cristianos recogieron su cadaver y empezaron a honrarlo como a un gran santo.