Bio je đakon srijemskog biskupa i mučenika Ireneja. I sam je bio priveden pred načelnika Proba, optužen je da neće predati svete knjige kojih je bio čuvar i tumač. Ostao je postojan u vjeri, osuđen je na smrt i pogibljen izvan gradskih zidina. Mučeništvo je podnio na sam Uskrs 9. travnja 304. godine. S njim je pogubljena skupina kršćana, đakona i djevica.
Na mjestu smaknuća je sahranjen a kasnije je tu podignuta bazilika. Poslije su mu relikvije prenesene u Solun odakle se njegovo štovanje proširilo na Istok. Uz sv. Dimitrija u kalendarima nalazimo ime Zvonimir. To je povezano s hrvatskim kraljem Zvonimirom (1076.-1089.), za koga se kaže da je "najkršćanskiji hrvatski vladar", koji je nosio i kršćansko ime Dmitar ili Dimitrije. Dakle, oni koji nose ime Zvonimir mogu imati za zaštitnika sv. Dimitrija.
