При жизни св. Себастьян, действительно, не избавлял город от чумы и не был известным врачом (хотя самым важным эпизодом в его жизнеописании является именно исцеление немой жены царского казнохранителя Никострата). Почитание его как защитника от чумы началось в конце VII в. н. э.
В 680 году мощи святого были перевезены из Рима в Павию, поражённую эпидемией. Это событие описано в «Истории Лангобардов» монаха Павла Диакона (725-799 гг.). Он пишет о том, что один человек получил откровение о том, что мор не прекратится до тех пор, пока в церковь Петра не будет помещён алтарь св. мученика Себастьяна. Когда же это было сделано — эпидемия прекратилась (§5, книга VI).
Однако, стоит отметить, что мощи попали в Павию, скорее всего, по политическим причинам, так как незадолго до этого тогдашний папа римский Агафон заключил союз с лангобардами, и перенесение мощей из Рима в Павию могло быть своеобразным подтверждением их сближения союзников.