Normalmente la extensión del culto a un santo se vincula a la dispersión de sus reliquias. Respecto a las de San Lorenzo se sabe que después de Roma, es en el Escorial donde más reliquias laurentinas se venera. La más importante de todas es la testa o cráneo, que actualmente se conserva en la capilla Matilde, en el Vaticano, y que todos los años el 10 de agosto se expone a la veneración de los fieles en la iglesia de Santa Ana.

La Basílica de San Lorenzo de Huesca atesora varias reliquias de San Lorenzo. Las principales son un dedo y un hueso de la cabeza.

La reliquia del dedo fue entregada por el rey don Jaime II el 10 de agosto de 1307. Esta reliquia había sido solicitada y obtenida por el Papa Bonifacio VIII en 1297 y se halla encerrada en un relicario para cuya realización contribuyó, además de la parroquia, la ciudad de Huesca, que aportó seiscientos escudos por una victoria obtenida en Biescas que se atribuyó a la protección de San Lorenzo.

La Basílica de San Lorenzo se gloría también con la posesión de la reliquia de un hueso de la cabeza del Santo. La reliquia, que se encontraba en el Monasterio de San Lorenzo de El Escorial, fue entregada el 20 de marzo de 1920 al Ilmo. y Rvdmo. Sr. obispo de Huesca don Fray Zacarías Martínez y Núñez, a quien se encomendó la entrega de la reliquia a la Ciudad y Diócesis de Huesca. Esto tuvo lugar el 30 de mayo de ese mismo año. En primer lugar la reliquia fue llevada a la Santa Iglesia Catedral y desde allí conducida en procesión hasta la Real y Parroquial Basílica de San Lorenzo.