Почитание Лугдунских мучеников достоверно засвидетельствовано лишь в V–VI вв., обстоятельства его возникновения исследователям не до конца ясны. Исследователи полагают, что в тот период наибольшим почитанием в Лугдуне пользовались другие святые, прежде всего, мученики Епиподий и Александр и епископы Ириней и Иуст. Самые ранние сведения о культе Лугдунских мучеников содержатся в проповеди о святой Бландине, включённой в галльский сборник Евсевия Галликана. Проповедь была составлена, скорее всего, как полагают исследователи, в V в., среди её возможных авторов называют Фавста Рейского (Рьезского) и Лугдунских епископов Евхерия и Патиента. Основные темы гомилии – значение почитания местных святых, защитников города («Пусть радуется наша земля, вскормившая небесных воинов, обильно породившая добродетели»); уподобление Лугдуна Вифлеему, где пострадали Вифлеемские младенцы; прославление мужества епископа Потина и других мучеников; тщетность усилий гонителей, которые уничтожили останки Лугдунских мучеников, «будто пламя способно поглотить заслуги, сжечь дотла добродетели». Исследователи полагают, что ко времени создания проповеди культ Лугдунских мучеников ещё не укрепился, в городе не было посвящённого им храма. Сведения о мучениках включены в «Текст из Фарфы», или «Мученичество святых Иринея, Андохия, Бенигна, Тирса и Феликса» (первая половина VI в.). В этом источнике упоминается о казни Лугдунских мучеников во главе с епископом Потином по приказу императора Антонина и о миссионерах во главе с Иринеем, посланных в Лугдун священномучеником Поликарпом Смирнским. Описание массовой резни лугдунских христиан по приказу императора Септимия Севера, как полагают исследователи, вдохновлено сведениями о Лугдунских мучениках, которые агиографы совместили с данными о разграблении Лугдуна войском Септимия Севера в 197 г. (подробнее см. в ст. Ириней, епископ Лионский). Поминовение Лугдунских мучеников включено в Мартиролог Иеронима Стридонского. По мнению Луи Дюшена, запись была в первоначальной, италийской редакции мартиролога, составленной в первой половине V в. Однако А. Кантен пришёл к выводу, что список мучеников был включён в текст позднее, вероятно, при составлении галльской редакции в конце VI в. Согласно Ипполиту Делеэ, поминовение Лугдунских мучеников могло содержаться в первоначальной редакции, хотя список, возможно, был добавлен уже в Галлии. Григорий Турский считал, что среди его предков был мученик Веттий (Векций) Эпагат, принадлежавший к провинциальной сенаторской аристократии. Из рода мученика происходили Левкадий, сенатор из города Битуриги (ныне Бурж), и Левкадия, бабка Григория, которая вышла замуж за арвернского сенатора Георгия. Повествуя о Лугдунских мучениках, Григорий Турский использовал не только «Церковную историю» Евсевия Кесарийского в переводе Руфина Аквилейского, но и «Текст из Фарфы», поэтому он считал этих мучеников лугдунскими христианами, по преданию казнёнными вместе с Иринеем Лионским. Первым из Лугдунских мучеников он называл Веттия Эпагата; по его словам, «повествование об их страстях бережно хранится у нас доныне».