Di questo martire, veneratissimo in Oriente (si pensi, per esempio, a quanti russi e greci portano il suo nome), non si sa praticamente nulla, nemmeno il secolo in cui visse. Secondo le tradizioni più antiche era un soldato di Tessalonica, l'odierna Salonicco in Macedonia. Poiché predicava il cristianesimo, sarebbe stato giustiziato senza processo nelle terme. Secondo un'altra versione, Demetrio ricopriva addirittura la carica di proconsole e visse e morì al tempo dell'imperatore Massimiano, il quale avrebbe impartito personalmente l'ordine di esecuzione. Sopra le terme in cui il santo trovò la morte venne costruita in suo onore una chiesa che ne conservava parte delle reliquie. Da queste reliquie, pare, nel Medioevo trasudava un olio taumaturgico e miracoloso. Il suo culto era diffusissimo nell'impero bizantino e al tempo delle crociate lo si reputava un santo guerriero al pari di s. Giorgio (chi vuol saperne di più consulti il mio libro I Santi militari, edizioni Estrella de Oriente). Alcuni storici, tuttavia, sostengono che Demetrio sia stato un diacono ucciso a Sirmio (attuale Sremska Mitrovica, nella Vojvodina, ex Jugoslavia) prima del V secolo. Il prefetto dell'Illirico, Leonzio, trasportò la sua sede da Sirmio a Tessalonica e in quell'occasione molto probabilmente portò con sé le reliquie del santo.
Nel 441 Sirmio venne rasa al suolo dagli Unni e da allora la chiesa principale dedicata a s. Demetrio fu quella di Tessalonica, per questo si è pensato che il martire fosse stato trucidato là. Detta chiesa venne distrutta da un incendio nel 1917 e ricostruita ex novo.- dal lunedì al venerdì dalle ore 10:00 alle ore 20:00
- sabato, domenica e festivi dalle ore 10:00 alle ore 18:00.