En el Martirologium Hyeronimianum se comprueba que la mención del 10 de diciembre era: Et in Spanis Eulalie virginis; esta mención pasó al manuscrito epternacense cambiada: Et in Spanis Juliae virginis. De aquí pasa a los martirologios de Beda, Adón, Ursuardo y de todos los hagiógrafos aceptándose como nombre de nueva
santa para
Mérida. Las recientes excavaciones llevadas a cabo en el subsuelo del templo durante los años 1990 y 1992 dejan al descubierto diversas edificaciones: una
casa romana en el lugar (siglos i-iii), que se convertiría en necrópolis cristiana (siglo iv) y en basílica dedicada a la mártir (siglos v-ix) hasta el año 875, en que los musulmanes la convierten en
fábrica. Reconquistada la ciudad por Alfonso IX de
León en 1230, debió de ser reconstruido un templo tan emblemático, a pesar de carecer de documentos sobre el suceso. Los hallazgos de los arqueólogos permiten confirmar que bajo el actual templo, en las antiguas edificaciones, estuvieron enterrados los restos de santa Eulalia.