Ostatky všech tří mučedníků byly vyzvednuty roku 1622 za pontifikátu papeže Řehoře XV. Ostatky sv. Pavlíny pak z Říma do Olomouce přivezl jezuita P. Mikuláš Lancitius.

Roku 1623 sužovala Olomouc morová epidemie, které prý tehdy podlehlo na 7.000 lidí. Dne 8. října toho roku byl uskutečněn prosebný průvod s ostatky sv. Pavlíny vedoucí z kostela Panny Marie Sněžné do chrámu sv. Mořice. Lidé doufali, že světice vyslyší modlitby a vyprosí zažehnání moru. Morová nákaza poté prý skutečně ustoupila a sv. Pavlína byla 23. října 1623 slavnostně prohlášena patronkou Olomouce.

Olomoucký biskup kardinál kníže František Dietrichštejn sv. Pavlínu zařadil mezi spolupatronky olomoucké katedrály sv. Václava a městská rada rozhodla o každoročním procesí k její poctě.

V současnosti na historické procesí navazují červnové Svátky města Olomouce, jejichž součástí každoročně bývá kostýmovaný průvod ke cti sv. Pavlíny, patronky Olomouce.

Nejstarší dochovaný relikviář s ostatky sv. Pavlíny byl vystaven v chrámu Panny Marie Sněžné. Po nařízení císaře Josefa II. však musel být kostel předán vojenské správě, a tak byl relikviář přenesen do olomoucké katedrály sv. Václava. Zde se relikviář nachází dodnes.

V Olomouci také můžeme spatřit sochu sv. Pavlíny, která se nachází na morovém Mariánském sloupu na Dolním náměstí. Sv. Pavlíně je věnována rovněž jedna z bočních kaplí chrámu Panny Marie Sněžné a freska od Jana Kryštofa Handkeho. V chrámu sv. Mořice zase nalezneme oltář zasvěcený sv. Pavlíně, který zhotovil Václav Render s Filipem Sattlerem.