Позиция епископа Киприана нашла поддержку на Востоке у Фирмилиана, епископа Кесарии Каппадокийской; Александрийский епископ Дионисий Великий пытался примирить стороны. Впрочем, напряжённое положение продлилось не больше года – до мученической кончины и Стефана, и Киприана во время гонения императора Валериана. Император Валериан первоначально преследовал не всех христиан, но лишь глав церкви. Епископ Киприан был арестован в Карфагене проконсулом Аспазием Патерном, который кроме прочего требовал от него предоставить списки карфагенских пресвитеров. После отказа епископ Киприан был приговорён к ссылке в Курубис (ныне Корба, Тунис). Через год он был вызван новым проконсулом Галерием Максимом и содержался под арестом в имении недалеко от Карфагена. Тем временем император Валериан решил ужесточить меры против христиан. В августе 258 г. проконсул устроил суд и массовую расправу над христианами в Утике; погибло около 300 человек. Епископу Киприану было приказано явиться в Утику, но он уклонился от этого и дождался возвращения проконсула в Карфаген. 14 сентября 258 г., после публичного суда, он был приговорён к обезглавливанию и казнён за городом, на Секстовом поле. Вместе с Киприаном пострадали также другие африканские епископы, клирики и миряне. Немногим позже диакон Понтий составил Похвальное слово в честь священномученика Киприана, положившее начало формированию нового жанра литературы о мучениках на латыни. В 259 г. были казнены Монтан, Лукий, Флавиан и другие Карфагенские мученики. Со времени гибели императора Валериана (260 г.) до начала гонения императора Диоклетиана (303 г.) о каких-либо гонениях на христиан в Карфагене исследователям неизвестно. Гонения императора Диоклетиана (303–305 гг.), особенно свирепствовавшие на Востоке и в Риме, коснулись Карфагена в меньшей степени. К этому периоду относится исповедничество святых Агилея, карфагенского диакона Катулина и епископа Феликса из Тибиуки. Малое число пострадавших в Карфагене дало основание П. Монсо полагать, что в Африке действовал только первый эдикт императора Диоклетиана и Максимиана Геркулия против христиан 303 г., предписывающий уничтожение христианских мест собрания, церковной утвари и священных книг. Исследователям известно, что так было при их соправителе императоре Констанции I Хлоре в Галлии, однако Африка находилась под управлением Максимиана Геркулия. Тем не менее, проконсул Африки Ануллин, сохранивший этот пост и при императоре Константине I Великом (312–337 гг.), мог смягчить действие эдиктов в Карфагене, ограничиваясь официальными отчётами о том, что вся Африка исполняет их. Позднее, после возникновения донатистского раскола, обе церковные партии обращались к Ануллину за разрешением противоречий, следовательно, он не имел репутации гонителя христиан. Это предположение подтверждается и тем фактом, что донатистский раскол возник не из-за вопроса об отпавших, а из-за проблемы традиторов (лат. traditores, от tradere – выдавать, передавать), т.е. лиц, во время гонения выдававших властям, добровольно или по принуждению, церковные книги и утварь. В центре споров оказался епископ Карфагена Мензурий.