Почитание Варвары очень скоро сделалось всеобщим по всей России: уже в середине XII в. св. Герасим переносит из Киева в северный Вологодский край икону св. Варвары вместе с другими особо чтимыми иконами. В 1644 г. при Киевском митрополите Петре (Могиле) к её мощам совершил паломничество канцлер Польского Королевства Георгий Осолинский и получил в дар часть перста правой руки св. Варвары. Когда в 1650 г. Киев захватил литовский гетман Януш Радзивилл, он взял 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 мощи св. Варвары первоначально 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 А.А. Орловой-Чесменской. Пишут, что молитвами этой 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. Согласно очевидцам, мощи (без головы и кистей обеих рук) – нетленные, тёмные и очень твёрдые по сравнению с мощами Печерских подвижников. Левая рука Варвары, привезенная в XVII в. на Западную Украину греком Александром Музелем (родом 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 (Четвертинским) в храм Святой Софии Киевской. Они хранились в киевском Владимирском соборе, пока в 1930 гг. не были вывезены из СССР липковцами (адептами Украинской автокефальной православной церкви) и теперь находятся в Эдмонтоне (Канада, провинция Альберта). В настоящее время часть честной главы св. Варвары находится в церкви Агиа Епискепси в Трикале (Фессалия), часть руки – в монастыре Симонопетра (Афон), другие частицы хранятся в разных монастырях Греции и Кипра. В Москве в церкви Иоанна Воина на Якиманке чтится часть её перста с перстнем, перенесённая из церкви великомученицы Варвары на Варварке. В храме Воскресения Словущего в Филипповском переулке (подворье Иерусалимского патриархата) хранится частица мощей св. Варвары, подаренная подворью Иерусалимским патриархом Иерофеем (1875–1882 гг.). В 1998 г. Варвару выбрали небесной покровительницей Ракетных войск стратегического назначения РФ, а в 2000 г. её икона, находящаяся в настоящее время в Самаре, по благословению Патриарха Московского и всея Руси Алексия II (1990–2008 гг.), побывала на борту орбитальной станции «Мир». Её жизнь и страдания давали материал вдохновению поэтов и художников; её авторитетом доминиканцы защищали своё мнение в споре с францисканцами. По мнению набожных католиков, св. Варваре, кроме дара спасать от внезапной и насильственной смерти, принадлежит дар спасать от бури на море и от огня на суше; её считают также покровительницей шахтёров и артиллеристов.