Согласно патериковому рассказу, иудей принуждал пленников отречься от Христа (вероятно, потому, что в таком случае их можно было продать в Византийской империи, где торговля христианами была запрещена). Однако укреплённые назиданием и примером Евстратия киевляне приняли мученическую кончину, отказываясь от еды и воды. Через 14 дней в живых остался только Евстратий, поскольку всю жизнь был строгим постником. В день празднования христианской Пасхи Евстратий, обвинённый хозяином в гибели пленных, был распят иудеями. Оставаясь живым на кресте в продолжение 15 дней, мученик скончался, пронзённый копьём. Вскоре по царскому указу все местные иудеи были лишены имущества и принуждены принять христианство, их старейшины казнены, иудей, виновный в смерти Евстратия, повешен. По мнению Г.Г. Литаврина, в этой части патерикового рассказа описаны последствия издания императором Алексеем I Комнином в 1095 г. новеллы, согласно которой на территории империи полагалось освободить рабов, родившихся свободными, при наличии достойных доверия свидетелей. По всей видимости, этот указ «служил для властей Херсонеса юридическим основанием для принятия карательных мер против преступающих нормы права работорговцев». Алексей Юрьевич Карпов высказал предположение, что в Житии Евстратия отразилось одно из антииудейских выступлений, охвативших в 1096–1097 гг. Византию. Г.Г. Литаврин считает, что рассказ Киево-Печерского патерика о гибели Евстратия является одним из свидетельств всплеска антисемитских настроений в христианском мире, в том числе в Византии, в конце XI в., в ходе первого Крестового похода. Согласно Симону, тело Евстратия было брошено в море, где совершилось затем множество чудес. Христиане тогда безуспешно искали мощи Евстратия. По преданию, они были обретены позднее и перенесены из Корсуни в Ближние пещеры Печерского монастыря (впервые зафиксированы на плане пещер 1744–1769 гг.). В Слове 17 Киево-Печерского патерика рассказывается о видении преподобному Никону Сухому, претерпевавшему пытки в плену у половцев, распятого иудеями печерского монаха, который предсказал Никону близкое избавление. Этот монах ниже именуется Герасимом («оного же ради блаженаго мученика Герасима жидове крестишася»), что заставило А.А. Шахматова предположить, что Евстратий и Герасим одно и то же лицо, а второе из имён – мирское имя Евстратия.