Τά φρικτά βασανιστήρια συνεχίσθηκαν. Τοῦ τρύπησαν μέ σίδερο μυτερό τούς ἀστραγάλους καί μέ πυρακτωμένο ὑνί ἀλετριοῦ τοῦ κτύπησαν τό στῆθος. Μετά τόν ἔβαλαν νά καθίσει σέ πυρακτωμένο σιδερένιο τηγάνι κι ἔπειτα τόν ἔριξαν σέ σκληρά δεσμά.
Τή νύχτα, ἐμφανίστηκε ὁ Κύριος, ὁ ὁποῖος τόν θεράπευσε, τόν ἀπάλλαξε ἀπό τά δεσμά καί τόν ἔβαλε νά σταθεῖ ἔξω ἀπό τήν θύρα τῆς φυλακῆς. Τότε πολλοί πού τόν εἶδαν ὑγιῆ πῆγαν κοντά του, βαπτίζονταν καί θεραπεύονταν ἀπό ἀσθένειες πού τούς βασάνιζαν.
Ὕστερα ἀπό αὐτά, ὑπέβαλαν τόν Ἅγιο καί σέ ἄλλα, ἀκόμη πιό σκληρά βασανιστήρια. Τόν ἔδεσαν χειροπόδαρα σέ ὀγκόλιθους, τόν κτυποῦσαν μέ ραβδιά στήν κοιλιά καί τόν κατέκαψαν ρίχνοντας ἐπιπλέον θειάφι καί πίσσα στίς πληγές του. Καί τά μαρτύρια συνεχίζονταν. Ὁ Ἅγιος δοξολογώντας τό Ὄνομα τοῦ Ἁγίου Τριαδικοῦ Θεοῦ, ἔμεινε ἀλώβητος.
Κάποιος ὅμως ἀπό τούς παρευρισκομένους ἐκεῖ Ἰουδαίους, ἐξοργίσθηκε πάρα πολύ, γιατί ὁ Ἅγιος μετά ἀπό κάθε βασανιστήριο διασωζόταν. Σήκωσε, λοιπόν, τό δόρυ του, κτύπησε μέ μανία τόν Ἅγιο στήν πλευρά καί τοῦ ἐπέφερε τόν θάνατο. Ἀπό τήν πληγή πού ἄνοιξε τό κτύπημα τοῦ δόρατος στόν Ἅγιο, πρίν τρέξει αἶμα, ἔτρεξε πρῶτα νερό καί μάλιστα τόσο πολύ, πού ἔσβησε καί τήν ἴδια τή φωτιά τῆς καμίνου, στήν ὁποία τόν εἶχαν ρίξει. Μέ τόν τρόπο αὐτό, ὁ Ἅγιος Καρτέριος, πού τόσο καρτερικά ὑπέμεινε τά βάσανα γιά τήν ἀγάπη τοῦ Χριστοῦ, παράδωσε τήν ψυχή του στά χέρια τοῦ Θεοῦ.
