ἔζησε καὶ μαρτύρησε ἐπὶ τῶν αὐτοκρατόρων Διοκλητιανοῦ καὶ Μαξιμιανοῦ, περίοδος φοβερῶν διωγμῶν ἐναντίον τῶν χριστιανῶν.
Ὁ Δημήτριος, ὁ ὁποῖος καταγόταν ἀπὸ εὐσεβῇ οἰκογένεια τῆς Θεσσαλονίκης δὲν φοβήθηκε τὶς διαταγὲς τῶν αὐτοκρατόρων καὶ συνέχιζε νὰ κηρύττει τὸ Εὐαγγέλιο. Αὐτή του ἡ δράση τὸν ὁδήγησε μπροστὰ στὸν Δοκλητιανό, ὁ ὁποῖος διέταξε τὴν φυλάκισή του.
Στὴν φυλακὴ ἦταν ἕνας νεαρὸς χριστιανὸς, ὁ Νέστορας, ὁ ὁποῖος θὰ ἀντιμετώπιζε σὲ μονομαχία τὸν φοβερὸ μονομάχο τῆς ἐποχῆς Λυαῖο.
Ὁ νεαρὸς χριστιανὸς πρὶν τὴ μονομαχία ἐπισκέφθηκε τὸν Δημήτριο καὶ ζήτησε τὴν βοήθειά του. Τὸ ἀποτέλεσμα ἦταν ὁ Νέστορας νὰ νικήσει τὸν Λυαῖο καὶ νὰ προκαλέσει τὴν ὀργὴ τοῦ αὐτοκράτορα. Διατάχθηκε νὰ θανατωθοῦν καὶ οἱ δυὸ, Νέστορας καὶ Δημήτριος.
Σήμερα ὁ Ἅγιος Δημήτριος τιμᾶται ὡς πολιοῦχος Ἅγιος τῆς Θεσσαλονίκης. Ἡ μεταφορὰ τῆς εἰκόνας τοῦ Ἁγίου Δημητρίου στὴν Κωνσταντινούπολη ἔγινε τὸ ἔτος 1149 ἀπὸ τὸν βασιλιὰ Μανουὴλ Κομνηνό. Καὶ ἡ εἰκόνα μεταφέρθηκε ἀπὸ τὴν Θεσσαλονίκη στὴν Ἱερὰ Μονὴ Παντοκράτορος τῆς Κωνσταντινούπολης, ἐπὶ ἡγουμενίας Ἰωσήφ.