Посетивший Киев в 1656 г. Антиохийский патриарх Макарий слышал другое предание о перенесении мощей в Киев в связи с браком принцессы Анны с князем Владимиром Святославичем, Крестителем Руси («Путешествие Антиохийского Патриарха Макария в Украину в середине XVII века, описанное его сыном архидиаконом Павлом Алеппским». Киев, 1997 г.). Однако наиболее вероятным исследователям представляется, что перенесение мощей Варвары в Киев состоялось уже после монголо-татарского нашествия и в период ослабления Византийской империи. В 1644 г. при Киевском митрополите Петре (Могиле) к мощам совершил паломничество канцлер Польского Королевства Георгий Осолинский. Он получил в дар часть перста правой руки Варвары. Когда в 1651 г. Киев был захвачен литовским гетманом Янушем Радзивиллом, им были взяты частицы мощей от грудей и от ребра святой. Первая частица находилась сначала у его жены Марии, дочери молдавского господаря Василия Лупу, затем хранилась в городе Каневе, а впоследствии была перенесена в монастырь святителя Николая в Батурине. Вторая частица была передана Виленскому католическому епископу Георгию Тышкевичу. Эта святыня хранилась в епископской резиденции, но после пожара уцелел лишь ковчег с мощами. В Михайловском Златоверхом монастыре первоначально мощи Варвары покоились в кипарисовом гробу, затем в позолоченной раке из серебра, устроенной на средства гетмана Ивана Мазепы, и, наконец, в драгоценной гробнице замечательной чеканной работы, созданной в 1847 г. петербургским мастером Андреевым на средства графини Анны Алексеевны Орловой-Чесменской. Молитвами святой монастырь миновали эпидемии чумы и холеры, свирепствовавшие в Киеве в 1710, 1770, 1830, 1853 и 1855 гг. В 1930 гг. мощи были перенесены в Киево-Печерский музей-заповедник. Очевидцы описывают мощи (без головы и кистей обеих рук) как нетленные, тёмные и очень твёрдые по сравнению с мощами печерских подвижников. В настоящее время они хранятся в киевском Владимирском соборе. Левая рука Варвары, привезённая в XVII в. на Западную Украину греком Александром Музелем, который происходил из императорского рода Кантакузинов, была похищена иудеями, раздроблена и сожжена. Пепел и коралловый перстень хранились в соборной церкви апостола Иоанна Богослова города Луцка, а затем были перенесены митрополитом Гедеоном (Святополк-Четвертинским) в храм Святой Софии Киевской. В 1930 гг. они были вывезены из СССР липковцами и теперь находятся в Эдмонтоне (Канада, провинция Альберта). Антоний Новгородец, ставший после возвращения из Константинополя архиепископом Новгородским, в 1218 г. заложил на месте деревянной (существовавшей ещё в 1138 г.) церкви новый каменный храм во имя Варвары (Полное собрание русских летописей). Исследователи предполагают, что Антоний привёз с собой частицу мощей этой святой. Из описей Новгородского собора Святой Софии исследователям известно, что в этом храме хранились частицы мощей Варвары и часть её гроба. О руке Варвары в монастыре Святого Креста (Иерусалим) упоминается в «Хожении гостя Василия» 1465–1466 гг. Частица её мощей также была в Хальберштадте. В настоящее время часть честной главы Варвары находится в церкви Агия-Епискепсис в Трикале (Фессалия), часть руки – в монастыре Симонопетра (Афон), другие частицы хранятся в разных монастырях Греции и Кипра.