Поначалу огонь не причинил вреда Емилиану, а, напротив, опалил многих находившихся поблизости служителей Капитолина. Мученик, стоя в пылающем костре, обратился на восток с молитвой, чтобы Господь принял его душу, после чего безболезненно скончался. Поддавшись уговорам своей жены-христианки, Капитолин разрешил христианам взять тело Емилиана и похоронить его в местности Гидина. Кроме упоминания в Пасхальной хронике о константинопольской церкви во имя Емилиана сведения о ней содержатся также у Георгия Кедрина, который сообщает о перестройке пришедшего в ветхость храма императором Василием I Македонянином (867–886 гг.). О посвящении церкви именно Емилиану Доростольскому свидетельствуют Типикон Великой церкви и Синаксарь Константинопольской церкви конца X в., который заимствовал из него литургические указания. Синаксарные заметки о Емилиане базируются на тексте его Мученичества, однако исследователи нередко уточняют, следуя Феодориту Кирскому, что Капитолин был викарием Фракии. В стишных синаксарях в честь Емилиана приводится три стиха, как и особо чтимым святым. Иосиф Песнописец (ум. в 886 г.) составил канон в честь Емилиана, где прославляет его как чудотворца и говорит о мироточении его мощей в Константинополе. В Синаксаре Константинопольской церкви память Емилиана значится не 16 июля (указанный в Мученичестве день кончины), а 18 (дата погребения Емилиана?). Под 18 июля память Емилиана фигурирует и в Мартирологе Иеронима (первая половина V в.). Из всех составителей каролингских Мартирологов эту дату сохранил только Узуард. В XVIII в. болландист Иоанн Пиний указывал на известную ему арабо-египетскую рукопись, содержащую Мартиролог, в котором отмечалась память Емилиана. Речь идёт, как полагают исследователи, об арабском Александрийском синаксаре (коптской редакции Арабо-яковитского синаксаря). Однако в известных в настоящее время рукописях различных редакций этого синаксаря, равно как и в его новейших изданиях, заметок о Емилиане нет. Пасхальная хроника и Феофан Исповедник, а вслед за ними ряд поздних стишных синаксарей, в том числе синаксари при печатных греческих Минеях, указывают, что вместе с Емилианом пострадали и другие мученики. Однако исследователи утверждают, что фигурирующие в Мартирологе Иеронима после Емилиана Секунд, Донат, Васса, Максим и Иуст являются Сцилитанскими мучениками, которые не имеют к Доростолу никакого отношения и память которых была перенесена с 17 июля (предыдущего дня). Память Емилиана отмечается 18 июля в Типиконе Великой церкви IX–XI вв. без богослужебного последования. Торжественное богослужение в этот день совершалось в храме Емилиана, находящемся в Константинополе. В Студийско-Алексиевском Типиконе 1034 г., представляющем древнейшую сохранившуюся редакцию студийского Синаксаря, память Емилиана отсутствует. В Евергетидском Типиконе второй половины XI в. последование Емилиана 18 июля включает лишь минимальный набор песнопений (канон, цикл стихир, седален), что говорит о совершении в этот день службы с «Аллилуия» на утрене. В южноиталийском Мессинском Типиконе 1131 г. в день памяти Емилиана содержится только указание «Аллилуия».