Правитель принуждал их совершить жертвоприношение, но, услышав отказ и насмешки, повелел бросить в темницу, заковав в цепи. Затем Милий и его ученики были вызваны на допрос и открыто исповедали веру, обличив правителя в нечестии. Разгневанный Гормизд и его брат Нарсай набросились на Милия и поразили его мечами. Перед смертью святой предсказал, что на следующий день братья в тот же самый час убьют друг друга, а псы будут лизать их кровь, что в точности и исполнилось: на охоте они погнались за оленем и в азарте выстрелили друг в друга из лука. После кончины Милия Абурсама и Синая вывели из города в горы и побили камнями. Кончина мучеников произошла 13 ноября; той же ночью их останки были перенесены в город Малкан. Впоследствии этот город чудесным образом выдержал многочисленные набеги сабеев, находясь под защитой святых. Об участии Милия в конфликте, связанном с епископом Мар Папой, сообщают многие сирийские источники, например, акты Собора 424 г., апокрифические послания Мар Папы, так называемая Арбельская хроника и др. По мнению Рудольфа Георга Вестфаля, суд над Мар Папой произошёл в 313/314 г. Согласно большинству исследователей, Милий пострадал в первый год гонений на христиан персидского шаха Шапура II (309–379 гг.; см. ст.: Гонения на христиан в доисламском Иране), т.е. в 341 г. Однако Жером Лабур, ссылаясь на то, что в списке персидских мучеников (без дат памяти), которым Маруф Мартиропольский дополнил Сирийский мартиролог (411 г.), Милий и два его ученика названы в числе первых мучеников, предположил, что их казнь произошла до начала гонений. В пользу данной гипотезы говорит тот факт, что в «Мученичестве Милия» нет каких-либо указаний на преследования христиан. В так называемой Хронике Сеерта (составлена до 1023 г.) Милий и его ученик Абурсам названы в числе пострадавших вместе с Селевкийским митрополитом Сахдостом, их казнь датирована мартом. В «Каталоге писателей» Авдишо бар Брихи (ум. в 1318 г.) говорится, что Милий сочинял послания и речи на разные темы. В сирийском Житии Мар Авгина (см. Евгений, преподобный) рассказывается о том, как Милий возвращался из Иерусалима в Персию, и прибыв в Нисибин, пожертвовал на строительство церкви 300 динариев, которые занял у местных купцов. Затем посетил на горе Изла Мар Авгина, и оба подвижника явили друг другу дар провидения, причём Мар Авгин предсказал, что Милий обличит епископа Мар Папу и примет мученическую кончину, о чём дальше повествует автор Жития в подтверждение исполнения пророчества. В армянской версии «Мученичества Милия», переведённой с греческогоязыка, также есть подробный рассказ об отношениях Милия и Мар Авгина, который в армянской традиции частично отождествляется с Иаковом Нисибинским.