Tajno je sahranjen, a na mestu njegovog groba kasnije je podignuta crkva i proglašen je zaštitnikom Soluna.
Po predanju, Dimitrijev grob odisao je bosiljkom i smirnom, te je zato nazvan Mirotočivi.
I danas se veruje u lekovitost njegovih moštiju. Crkveni spisi navode da je Sveti Dimitrije "bdeo nad svojim gradom i spasavao ga zemljotresa i drugih nesreća".
Veruje se da ako je na Mitrovdan, čuveni hajdučki rastanak i oblačno vreme da nas čeka topla zima. Ako je vedro, zima pred nama je oštra.
Praznik Svetog velikomučenika Dimitrija, obeležen je u crkvenom kalendaru crvenim slovom.
Kosovska Mitrovica danas slavi gradsku slavu. U 8 časova, u Hramu Svetog Dimitrija u Kosovskoj Mitrovici, počela je sveta liturgija, a obaviće se i rezanje slavskog kolača.