Καταγόταν από ονομαστή οικογένεια της Θεσσαλονίκης και υπήρξε Δούκας δηλ. στρατιωτικός διοικητής των ρωμαϊκών λεγεώνων και ανθύπατος (έπαρχος) της Θεσσαλίας επί Διοκλητιανού Πρωτοστατούσε μεταξύ των νέων της Θεσσαλονίκης στη χριστιανική πίστη. Κατά το έτος 303 εκδόθηκε αυτοκρατορικό διάταγμα εναντίον των Χριστιανών και ο Δημήτριος φυλακίστηκε.
Όταν έγινε γνωστό στις αρχές της πόλης ότι ο νεαρός Νέστορας (μαθητής του Δημητρίου) νίκησε σε αγώνα πάλης στο στάδιο της πόλεως το γιγαντόσωμμο παλαιστή Λυαίο, ανήκε στη συντροφιά του Δημητρίου και ενθαρρύνθηκε από τον ίδιο στον αγώνα, ζητήθηκε η θανάτωση του Δημητρίου.
Έτσι λογχίστηκε στα πλευρά του από τους απεσταλμένους του βασιλιά μέσα στη φυλακή. Ένας δούλος ο Λούσιος, με το δακτυλίδι του Αγίου βαμμένο στο αίμα του έκανε πολλά θαύματα και γι’ αυτό εφονεύθη.
Με το μαρτυρικό τέλος του Αγίου Δημητρίου ο τάφος του, μετεβλήθη σε πηγή από την οποία αναβλύζει ιαματικό και ευωδιαστό μύρο, ενώ ο Άγιος δεν εγκατέλειψε ποτέ την αγαπημένη του πόλη την οποία διέσωζε, εκδιώκοντας τους επίδοξους κατακτητές και λυτρώνοντάς την από λιμούς και επιδημίες.
Γι’ αυτό η γενέτειρά του Θεσσαλονίκη του αποδίδει ιδιαίτερη τιμή και τον έχει πολιούχο της.
Χρυσάνθη