Nie mamy zbyt wielu danych historycznych o życiu św. Balbiny. O jej dziejach opowiadają Acta et vita s. Alexandrini oraz Passio s. Hermetis, w którym są także opisane dzieje św. Balbiny. Są to jednak utwory z VI wieku. Ich autorzy dosyć swobodnie traktują dane historyczne. Z łatwością też łączą dzieje prawdziwych i legendarnych świętych.
Nie mamy jednak wątpliwości, co do istnienia św. Balbiny. O historyczności postaci świadczy ciągłość kultu, wyrażona m.in. w tym, że jej imię nosił w Rzymie cmentarz i bazylika jej poświęcona.
Balbina pochodziła z rodziny pogańskiej. Urodziła się około roku 100. Jako dziecko doświadczyła poważnej choroby, która zagrażała jej życiu. Miała na gardle narośl, wobec której ówczesna medycyna była bezradna. Jej ojciec Kwiryn wszelkimi sposobami starał się o uleczenie córki, ale nic nie przynosiło spodziewanych efektów. Kwiryn był wojskowym. Podania historyczne przekazują, że był też strażnikiem papieża Aleksandra I, kiedy ten został wtrącony do więzienia.
Wtedy powiedział papieżowi o chorobie swojej córki. Aleksander I kazał ją przyprowadzić, pomodlił się nad chorym dzieckiem, dotknął swoimi kajdanami chorej szyi Balbiny i po krótkim czasie narośl zniknęła.
Będąc świadkiem takiego cudu Kwiryn przyjął wiarę wraz z całą swoją rodziną. Ochrzcił ich ten sam papież, św. Aleksander I, który cudownie uzdrowił Balbinę.
Podania historyczne przekazują, że Balbina, doświadczywszy tak wielkiej łaski cudownego uzdrowienia, postanowiła poświęcić swoje życie Bogu, zachowując dozgonnie czystość. Rodzina Balbiny była dosyć zasobna, stąd też było wielu pretendentów do ręki młodej dziewczyny. Ona jednak zdecydowanie odrzucała propozycje zamążpójścia.
Jeden z pretendentów do ręki młodej panny, odtrącony, postanowił się zemścić. Doniósł władzom, że Kwiryn i jego rodzina to chrześcijanie.
Cesarz Hadrian panował od 117 do 138 roku. Był mecenasem sztuki. Był szczególnie zafascynowany kulturą grecką. Sam też pisał wiersze, z których kilka się zachowało. Dążył do tego, by zabezpieczyć terytoria cesarstwa. Nie planował nowych podbojów. Początkowo chrześcijan traktował łagodniej niż jego poprzednicy. Zakazał nawet dokonywania samosądów na wyznawcach Chrystusa. Była to prawdopodobnie reakcja na apologię, obronę chrześcijaństwa, jaką skierowali do niego św. Arystydes i św. Kwadratus. Potem jednak był bardziej surowy wobec wyznających wiarę w Chrystusa, którzy nie wyrzekali się jej w sądzie. Cesarz zezwolił nawet na wydawanie na nich wyroków śmierci.
Właśnie tak stało się z naszą dzisiejszą patronką. Po doniesieniu do władz, że są chrześcijanami, Balbina i jej ojciec Kwiryn zostali aresztowani i osadzeni w więzieniu. W sądzie wiernie wyznawali swą przynależność do Chrystusa.
Kwiryn został poddany okrutnym torturom i zamęczony.
Urzędnicy cesarscy mieli nadzieję, że cierpienie ojca skłoni Balbinę do zaparcia się wiary. Ona jednak wiernie trwała przy Chrystusie. Dzień po ojcu została ścięta mieczem.
Kwiryn i Balbina zostali pochowani obok siebie w Katakumbach św. Pretekstata przy rzymskiej Via Appia. Po wybudowaniu bazyliki św. Balbiny jej relikwie zostały tam przeniesione i umieszczone w dużym sarkofagu pod mensą ołtarzową.