Entre els escrits que han segut investigats per primera volta per Jorge Martorell destaquen que la relíquia es custodià en el parvulari Santa Mare de Deu, que estava junt al convent de Sant Doménec di Castello, en Venècia, fins que aplegà a mans del particular Pietro Zampieri.

     El cos del sant despuix del seu martiri en l'any 304, reposaria en la seua basílica d’extramurs de Valéncia. En la dominació musulmana i per temor a la seua profanació, les despulles s’amagaren, dispersant-se per varis llocs d'Europa, part d'ells es varen dur en barco fins a Lisboa.

     Sobre la relíquia del braç de Sant Vicente, la tradició diu que un bisbe mossaràp valencià, Teudovildo, a finals del sigle XI, pelegrinà a Terra Santa duent en si la relíquia. El port de la ciutat de Bari era el lloc d'embarque cap als Sants Llocs i veent-se allí en trance de mort, va entregar la relíquia al bisbe d'aquella ciutat, per a que en cas de fallir -com aixina va ocórrer- esta quedara depositada en l'iglésia de Sant Nicolás.

     A principis del sigle XV, la relíquia passà al convent de Sant Domenec di Castello, en Venècia i va permanéixer allí fins a la desaparició del monasteri a principis del sigle XIX com a conseqüència de l'invasió napoleònica. D'ací va passar a ser custodiada per diferents posseïdors fins a aplegar en 1948 a mans d'un feligrés de la localitat de Vigonovo, en la diòcesis de Pàdua (Venècia), Pietro Zampieri.

     En 1966 Zampieri oferí la relíquia a la diòcesis de Valéncia, pensant que esta entrega serviria per a aumentar la devoció al sant, patró de la ciutat, i, per ad això, es va posar en contacte en el llavors arquebisbe Marcelino Olaechea, que va acceptar la donació. Don Pietro Zampieri, va dur de nou a Valéncia el braç de sant Vicente i, com a últim posseïdor del mateix, ho va regalar, junt en l'artístic reliquiari que ho conté a la Catedral, en l'any 1970.

     Els tràmits els continuà, en quedar Valéncia com a Sèu vacant per la jubilació de monsenyor Olaechea, el seu bisbe auxiliar, Rafael González Moralejo, vicari capitular, que abans d'acceptar la donació va encarregar que s'examinara des de tots els àmbits l'autenticitat de la relíquia.

     El 16 octubre de 1970 la relíquia de Sant Vicente Màrtir aplegà a Valéncia, procedent d'Itàlia en una fragata de l'Armada Espanyola. Custodiava la relíquia el ya arquebisbe de Valéncia monsenyor José María García Lahiguera i el sacerdot Vicent Castells.

     Un dia despuix, el braç de Sant Vicente era rebut oficialment en la Catedral de Valéncia, a on va tindre lloc un acte d'acció de gràcies per la tornada de la relíquia. Entre els actes organisats en motiu de recepció de la relíquia, Zampieri va rebre, com a agraïment, el nomenament de fill adoptiu de la ciutat de Valéncia.

     El 18 d'octubre de 1970, l'arquebisbe García Lahiguera va presidir una missa concelebrada en la Sèu despuix de la qual el braç va ser dut a la capella de Sant Vicent i a la Basílica dels Desamparats, abans de quedar definitivament instalat en una urna de cristal, obra de l'artiste venecià Giancarlo Fecchio, en la capella que el patró de Valéncia té dedicada en la Catedral.