A Santa Petronila se le atribuyeron a lo largo de la historia algunos rasgos legendarios, como la curación de una parálisis por san Pedro y su supuesto parentesco con el apóstol, pero estas tradiciones pertenecen más a la hagiografía piadosa que a la historia comprobable. No se habla de un proceso de canonización formal, porque su culto es anterior a los procedimientos actuales de la Iglesia. En su caso, la veneración nació del uso litúrgico, de la memoria de su tumba y de la transmisión continua de su nombre en los calendarios sagrados. Lo más importante de su figura no son milagros espectaculares, sino la autoridad espiritual que recibió por la tradición de los fieles. Su ejemplo inspiró la devoción a la virginidad cristiana y a la fidelidad hasta la muerte. En la Iglesia, especialmente en la antigüedad, este reconocimiento espontáneo equivalía a una verdadera canonización de hecho, consolidada después por el culto universal o local.