La reliquia, que se venera desde 1970 en la girola de la Catedral valenciana, fue traída en aquel año de Italia donde se encontraba desde la muerte allí, en el siglo XII, del obispo de Valencia, Teudovildo, cuando marchaba de peregrinación a Tierra Santa.

El prelado llevaba consigo el brazo del protomártir para que le protegiera contra las adversidades del camino y, poco antes de morir, depositó la reliquia en la basílica de San Nicolás de la ciudad italiana de Bari.

A principios del siglo XIX, el brazo pasó al convento de Santo Domingo del Castillo, en Venecia. Finalmente, en 1948 la reliquia llegó a manos del seglar Pietro Zampieri quien, tras investigar su origen, ofreció años después el traslado de la reliquia vicentina al entonces arzobispo de Valencia, monseñor Marcelino Olaechea.

No obstante, "pareció prudente condicionar su aceptación definitiva al estudio de su autenticidad histórica, canónica, antropológica y médico-legal", según informó entonces el Arzobispado a través de su Boletín Oficial.

En 1968, distintos exámenes de la reliquia realizados en el Instituto de Cirugía Plástica de la Universidad de Padua arrojaron resultados "positivos y concordes entre sí y con el relato de la pasión y martirio del santo, escrita en el mismo siglo de su muerte".

En la investigación intervino un grupo de forenses, catedráticos de universidades italianas, médicos, sacerdotes y diversos expertos. Los estudios del brazo confirmaron, entre otros extremos, que "carece de dedo pulgar y que la piel que recubre el brazo aparece de color marrón oscuro, por probable carbonización".

La reliquia fue traída desde Italia en la fragata de la Armada Española 'Nuñez de Balboa' y desembarcada en Valencia el 16 de octubre de 1970 en la escalera real del puerto, "en atención a los queridos habitantes de los Poblados Marítimos, cuyos antecesores, hace siglos, fueron testigos un día de la salida por mar de esta preciada reliquia", según señalaba el Boletín del Arzobispado.

Un día después, a las ocho y media de la tarde, el brazo de San Vicente era recibido oficialmente en la Catedral de Valencia, donde tuvo lugar un acto de acción de gracias por el retorno de la reliquia.

El 18 de octubre de 1970, el entonces arzobispo de Valencia, monseñor José María García Lahiguera, presidió una misa concelebrada en la Seo tras la cual el brazo fue llevado a la capilla-cárcel de san Vicente y a la Basílica de los Desamparados, antes de quedar definitivamente instalado en una urna de cristal, obra del artista veneciano Giancarlo Fecchio, en la capilla que el patrón de Valencia tiene dedicada en la Catedral, recordaron.