Ο Άγιος Δημήτριος γεννήθηκε περί το 280 - 284 μ.Χ. και μαρτύρησε επί των αυτοκρατόρων Διοκλητιανού και Μαξιμιανού το 303 μ.Χ. ή το 305 μ.Χ. ή (το πιο πιθανό) το 306 μ.Χ.
Ο Δημήτριος ήταν γόνος αριστοκρατικής οικογένειας στη Θεσσαλονίκη. Σύντομα ανελίχθηκε στις βαθμίδες του Ρωμαϊκού στρατού με αποτέλεσμα σε ηλικία 22 ετών να φέρει το βαθμό του χιλιάρχου. Ως αξιωματικός του ρωμαϊκού στρατού κάτω από τη διοίκηση του Τετράρχη (και έπειτα αυτοκράτορα) Γαλερίου Μαξιμιανού, όταν αυτοκράτορας ήταν ο Διοκλητιανός, έγινε χριστιανός και φυλακίστηκε στην Θεσσαλονίκη το 303 μ.Χ., διότι αγνόησε το διάταγμα του αυτοκράτορα Διοκλητιανού «περί αρνήσεως του χριστιανισμού». Μάλιστα λίγο νωρίτερα είχε ιδρύσει κύκλο νέων προς μελέτη της Αγίας Γραφής.
Στη φυλακή ήταν και ένας νεαρός χριστιανός ο Νέστορας (βλέπε 27 Οκτωβρίου), ο οποίος θα αντιμετώπιζε σε μονομαχία τον φοβερό μονομάχο της εποχής Λυαίο. Ο νεαρός χριστιανός πριν τη μονομαχία επισκέφθηκε τον Δημήτριο και ζήτησε τη βοήθειά του. Ο Άγιος Δημήτριος του έδωσε την ευχή του και το αποτέλεσμα ήταν ο Νέστορας να νικήσει το Λυαίο και να προκαλέσει την οργή του αυτοκράτορα. Διατάχθηκε τότε να θανατωθούν και οι δύο, Νέστορας και Δημήτριος.
Οι συγγραφείς εγκωμίων του Αγίου Δημητρίου, Ευστάθιος Θεσσαλονίκης, Γρηγόριος ο Παλαμάς και Δημήτριος Χρυσολωράς, αναφέρουν ότι το σώμα του Αγίου ετάφη στον τόπο του μαρτυρίου, ο δε τάφος μετεβλήθη σε βαθύ φρέαρ που ανέβλυζε μύρο, εξ ου και η προσωνυμία του Μυροβλήτου.
Στις βυζαντινές εικόνες αλλά και στη σύγχρονη αγιογραφία ο Άγιος Δημήτριος παρουσιάζεται αρκετές φορές ως καβαλάρης με κόκκινο άλογο (σε αντιδιαστολή του λευκού αλόγου του Αγίου Γεωργίου) να πατά τον άπιστο Λυαίο.
Σήμερα ο Άγιος Δημήτριος τιμάται ως πολιούχος Άγιος της Θεσσαλονίκης.
Ένα από τα πολλά θαύματα του Αγίου είναι και το εξής. Το 1823 μ.Χ. οι Τούρκοι που ήταν αμπαρωμένοι στην Ακρόπολη της Αθήνας ετοίμαζαν τα πυρομαχικά τους για να χτυπήσουν με τα κανόνια τους, τους Έλληνες που βρισκόντουσαν στον ναό του Αγίου Δημητρίου, μα ο Άγιος Δημήτριος έκανε το θαύμα του για να σωθούν οι Χριστιανοί και η πυρίτιδα έσκασε στα χέρια των Τούρκων καταστρέφοντας και τμήμα του μνημείου του Παρθενώνα. Για να θυμούνται αυτό το θαύμα, ο ναός λέγεται από τότε Άγιος Δημήτριος Λουμπαρδιάρης, από την λουμπάρδα δηλαδή το κανόνι των Τούρκων που καταστράφηκε.