Κατά την διάρκεια της αγρυπνίας στο μετόχι του Αγ. Ανδρέα στα Πατήσια προς τιμήν του Αγίου Διονυσίου του Αρεοπαγίτου, του αγίου εκείνου, που κάποια στιγμή θα την ανακήρυττε η Εκκλησία των Αθηνών συμπολιούχο του. Την νύχτα της 2ας προς την 3η Οκτωβρίου του έτους 1588 μπήκαν βίαια οι Τούρκοι στο Ναό και αφού έσυραν έξω την Αγία Φιλοθέη, με φοβερά χτυπήματα την άφησαν ημιθανή. Οι μοναχές της την μετέφεραν στο αγαπημένο Μετόχι της, αυτό των Εισοδιών της Θεοτόκου στην Καλογραίζα. Στις 19 Φεβρουαρίου 1589 παρέδωσε στον Κύριο την αγνή ψυχή της. Μετά 20 ημέρες ευωδίασε ο τόπος του μαρτυρίου, ενώ ένα χρόνο μετά την κοίμηση της το σκήνωμα της βρέθηκε ακέραιο, άφθαρτο και μυροβόλο και μεταφέρθηκε στο κεντρικό Μοναστήρι του Αγίου Ανδρέα στο κέντρο της Αθήνας. Σήμερα το άγιο λείψανό της βρίσκεται εντός περίτεχνης αργυρής λειψανοθήκης στον Μητροπολιτικό Ναό Αθηνών. Η μνήμη της συμπολιούχου Αθηνών, Αγίας Φιλοθέης, θα εορτασθεί και φέτος στο όμορφο προάστιο που φέρει το όνομά της εδώ και 83 χρόνια.