По мнению исследователей, первоначально 10 августа совершалось поминовение Лаврентия, а проприй мессы был составлен позднее, когда в этот день стали праздновать также память Сикста II и Ипполита (это могло произойти под влиянием византийской традиции, в которой 10 августа совершалось поминовение всех трёх мучеников). В «Кордовском календаре» (X в.) значится «праздник епископа Сикста, диакона Лаврентия и Ипполита, умерщвлённых в Риме». Поминовение мучеников включено также в мосарабские календари XI в. Сведения о литургическом поминовении Лаврентия в Галлии противоречивы. С одной стороны, наличие храмов и реликвий мученика означает, что в ряде церквей и монастырей отмечали этот праздник. Флоренций из Трикастины в Житии святой Рустикулы, аббатисы женского монастыря в Арелате (ныне Арль), упоминал, что святая скончалась вскоре после дня памяти Лаврентия. Исследователи полагают, что в Галлии было известно об исполнении стиха Пс. 111:9 в день памяти Лаврентия (цитата в «Мученичестве» епископа Августодунского (Отёнского) Леодегария). Поминовение мученика указано в латеркуле (аннотированном календаре) Полемия Сильвия, составленном в 448 или 449 г. Однако в литургических книгах галликанского обряда сведений о поминовении Лаврентия нет. Память мученика появляется лишь в Готском миссале (около 700 г.), составленном под влиянием римской традиции: бóльшая часть молитв мессы в день памяти Лаврентия заимствована из «Веронского Сакраментария». В VIII–IX вв. распространение локальных версий римских литургических книг (франко-геласианских и дополненных григорианских сакраментариев) способствовало тому, что поминовение Лаврентия приобрело статус обязательного праздника в государстве Каролингов. В капитулярии Ахенского собора от 10 июля 817 г. память мученика названа среди важнейших праздников, её следовало отмечать во всех монастырях империи. О необходимости праздновать память великих святых (в том числе Лаврентия) писал также монах Хильдемар в комментарии на Устав Бенедикта (около 845 г.). День памяти мученика указан во всех календарях и мартирологах эпохи Каролингов, во многих календарях упомянуты также вигилия и октава праздника. Литургисты XII–XIII вв. подчёркивали важность праздника Лаврентия. По их словам, святые диаконы Стефан и Лаврентий первенствовали среди мучеников, поэтому поминовение Лаврентия имело статус «двойного» праздника с постом и октавой. В ординалах папского двора XIII в. предписывалось торжественное поминовение мученика с вигилией и октавой; на утрене праздника и в дни октавы было положено девять чтений из «Мученичества Лаврентия» и проповедей Августина Блаженного. Как в первопечатном «Римском Миссале» (1474 г.), так и в «Римском Миссале», изданном после Тридентского собора, использовались те же молитвы, чтения и песнопения мессы в дни вигилии, праздника и октавы, что и в раннесредневековых богослужебных книгах (в «Сакраментарии Григория» и др.). После литургической реформы второго Ватиканского собора день памяти Лаврентия получил статус обязательного праздника (festum), но вигилия и октава были упразднены.