Καταγόταν από τη Θεσσαλονίκη και κατείχε το αξίωμα του ανθύπατου της Ελλάδας. Ως χριστιανός είχε αναδειχθεί σε σπουδαίο δάσκαλο της πίστης στην πόλη της Θεσσαλονίκης. Όταν ο Γαλέριος κήρυξε διωγμό κατά των χριστιανών ο Δημήτριος συνελήφθη και φυλακίσθηκε. Όταν ο μαθητής του Νέστορας σκότωσε το Λυαίο επικαλούμενος το «Θεό του Δημητρίου» ο Γαλέριος εκτέλεσε το Δημήτριο μέσα στη φυλακή. Ονομάστηκε «μυροβλήτης» επειδή από το λείψανό του ανέβλυζε ευωδιαστό μύρο.
Η μνήμη του τιμάται στις 26 Οκτωβρίου.