Se ha probado hace ya más de un siglo que las «actas» del martirio de san Barsimeo de Edesa son enteramente legendarias, plagadas de anacronismos, que pretenden hacerlo pasar por un obispo de principios del siglo II, pero a la vez copiadas de una pasión del siglo IV. Esto hace que carezcamos de noticias fiables, a pesar de lo cual puede declararse que el personaje en sí es histórico, que posiblemente haya ocupado la sede como sucesor del obispo Paluto, que había sido consagrado en el 209. Así que el episcopado de Barsimeo comenzó después de ese año (pero no sabemos cuánto después), y antes del 250, es decir, de la persecución de Decio, en la que Barsimeo se vio envuelto.
La tradición lo vincula a los santos mártires rememorados el 29 de enero, Sarbelio, que había sido sacerdote pagano y fue luego presbítero cristiano, y Bebaia, su hermana, que fueron convertidos y bautizados por Barsimeo en tiempos del papa Fabián, hacia el 250. Según parece, Barsimeo fue condenado a muerte junto con aquellos dos mártires, y fue prendido y torturado, pero el decreto del fin de las persecución hizo que finalmente no se aplicara a él la pena capital, y pudiera volver a tomar posesión de la sede de Edesa, la actual ciudad turca de Sanliurfa, cargo en el que murió en fecha indeterminada, dentro del siglo III.
Ver Butler-Guinea, tomo I, pág. 206, quien resume el estudio de Rubens Duval, en Journal Asiatique, serie octava, vol. XIV, pp. 40-58, de 1889, donde analiza los documentos originales y saca a luz lo legendario.