Император-язычник Максимиан, узнав об этом, сильно разгневался. Возвращаясь в то самое время с очередной войны, Максимиан решил лично посетить Фессалоники. Димитрий, предвидя мученический конец, поспешил раздать все свое имущество бедным и ожидал императора, проводя дни в посте и
молитве. По прибытии императора исповедника сразу заключили в темницу и вскоре казнили.
Христиане тайно забрали тело святого и с благоговением похоронили его.
После окончания гонений на христиан над могилой Димитрия был воздвигнут храм, а вскоре были обретены его мощи, совершенно не тронутые тлением.
По молитвам святого у его мощей совершалось множество исцелений, а сами святые мощи мироточили столь сильно, что около раки были поставлены каменные ванны для сбора мира.
Церковное почитание великомученика Димитрия на Руси началось уже в ХI веке - один из первых построенных в Киеве
монастырей, возведенный сыном Ярослава Мудрого Изяславом, в крещении Димитрием, был освящен в честь его небесного покровителя.
Мозаичная икона великомученика Димитрия из собора древнего Димитриевского монастыря ныне находится в Государственной Третьяковской галерее.
Князь Димитрий Донской очень почитал своего небесного заступника и накануне Куликовской битвы перенес из Владимира в Москву великую святыню - икону Димитрия Солунского, написанную на доске от гроба святого. В память воинов, погибших в Куликовской битве, была установлена для общецерковного поминовения Димитриевская родительская суббота.
Великомученик Димитрий на Руси почитался как небесный покровитель воинов.
