В историята на църквата са познати „Светите 37 филипополски (Пловдивски) мъченици", които били избити през 304 г. при източната порта (Хисар капия) на късноантичния Филипопол. Това станало по време на гоненията, предприети от римския император Диоклетиан (284-305). Техните имена са известни - 29 от тях са от Филипопол, а 8 - от източнотракийския град Виза. Това показва, че в голямата си част те са били от местното тракийско население. Малко по-късно със същия мъченически подвиг били удостоени още трима християни - двама филипополци и един от съседния Стенимахос (дн. Асеновград). С това броят на пловдивските мъченици достигнал числото 40, обвеяно с особена сакралност предвид култа на Светите 40 мъченици от Севастия. На мястото на мъченическата гибел на филипополските светци бил изграден мартириум - малък храм-гробница, а по-късно била издигната раннохристиянската базилика „Св. Константин и Елена".

Българската православна църква почита паметта на 37-те или, което е по-точно, на 40-те пловдивски мъченици на 20 август.