Η μνήμη του Αγίου Δημητρίου του Μυροβλύτη εορτάζεται την 26η Οκτωβρίου και εκτός από τη Θεσσαλονίκη, τιμάται ως πολιούχος άγιος και σε άλλες πόλεις, όπως η Χρυσούπολη, η Ελασσόνα, η Ναύπακτος, η Κερατέα, η Κηφισιά αλλά και αλλού.
Ο Άγιος Δημήτριος είχε έναν μαρτυρικό θάνατο επί Διοκλητιανού όταν με την παρακίνηση του Γαλέριου, μέλους της Τετραρχίας, έλαβε χώρα ο πιο σκληρός διωγμός των Χριστιανών στη Ρωμαϊκή αυτοκρατορία. Σύμφωνα με την αγιολογική παράδοση, στρατιώτες του Γαλέριου συνέλαβαν τον «μακαριότατο Δημήτριο εκ γένους των περιδόξων» με την κατηγορία ότι συμμετείχε ενεργά στις χριστιανικές συγκεντρώσεις. Ανώνυμος Συναξαριστής πληροφορεί, σύμφωνα με το wikipedia, για τη δράση του Αγίου Δημητρίου, αποδίδοντάς του τον τίτλο του «υπάτου» μεταξύ των χριστιανών της Θεσσαλονίκης.
Ο Δημήτριος προσευχόταν στις συγκεντρώσεις στη Χαλκευτική στοά (cryptoporticus) της Ρωμαϊκής Αγοράς της Θεσσαλονίκης και ενίσχυε τους οικονομικά ανήμπορους συμπολίτες του.
Δημώδες μεταβυζαντινό κείμενο για το «Μαρτύριον του Αγίου Ενδόξου Μεγαλομάρτυρος Δημητρίου του Μυροβλήτου» περιγράφει τη βαθιά θρησκευτική κατάνυξη που επικρατούσε στο ακροατήριο του Δημητρίου. Οι «Δημεγέρτες» πρόδωσαν τον Δημήτριο στο Γαλέριο («ότι ο Δημήτριος κρατεί εις την πίστη των χριστιανών») ο οποίος διέταξε να συλληφθεί και να κλειστεί στις υπόγειες «καμάρες» παρά του σταδίου που γειτόνευε με το δημόσιο λουτρό. Σύμφωνα με τα αγιολογικά κείμενα ο Δημήτριος κρατήθηκε έγκλειστος «περὶ τῶν καμίνων καμάρας (δημοσίου βαλανείου)», δηλαδή στα προπνιγεία (praefurnia) του ρωμαϊκού λουτρού.
Από το χώρο των φυλακών ο Δημήτριος εμψύχωσε τον μαθητή και φίλο του Νέστορα, ο οποίος αντιμετώπισε τον ρωμαλέο μονομάχο Λυαίο. Ο Νέστορας φωνάζοντας «Ὁ Θεὸς τοῦ Δημητρίου, βοήθει μοι» και ξεκινώντας τη μάχη, κατάφερε θανατηφόρο πλήγμα στον Λυαίο, πράγμα που εξόργισε τον Γαλέριο που θεώρησε την ήττα του Λυαίου ως προσωπική του ήττα θανατώνοντάς τον. Όταν πληροφορήθηκε ότι ο Νέστορας ήταν μαθητής του Δημητρίου, διέταξε να φέρουν τον Δημήτριο μπροστά του για να αποκηρύξει την πίστη του, κάτι που δεν έκανε. Τελικά ο Δημήτριος, με διαταγή του Γαλέριου, θανατώθηκε μετά λογχισμού στις υπόγειες φυλακές πιθανότατα το 306 μ.Χ.Μετά τον θάνατό του, πιστοί τον έθαψαν την ίδια ή την επόμενη νύχτα πρόχειρα στον ίδιο χώρο, όπου αργότερα κτίστηκε ένας «οικίσκος» που κατεδαφίσθηκε από τον Λεόντιο για την ανέγερση της βασιλικής.
