Θεραπεία υπήρχε και στη λατρεία του Αγίου Δημητρίου στη Θεσσαλονίκη. Ο Δημήτριος εμφανίζεται νωρίς στους καταλόγους μαρτύρων ως Δημήτριος του Σιρμίου, αλλά ήταν στενά συνδεδεμένος με τη Θεσσαλονίκη τον 6ο αιώνα Νωρίς, κυκλοφόρησε ο μύθος ότι ήταν στρατιωτικός. Μεγάλη σημασία είχε η λατρεία του, καθώς επιδεικνύεται από τη βασιλική του στη Θεσσαλονίκη.

Η ίδια η εκκλησία χτίστηκε στα τέλη του 5ου αιώνα, μία εντυπωσιακή εγκάρσια βασιλική που έχει μηκος 55 μ.

Τα λείψανα βρίσκονται κάτω από το βωμό της βασιλικής.

Η συλλογή θαυμάτων που σώζεται σήμερα πιθανότατα ανασυντάχθηκε στα διάφορα μέρη του στο τέλος του 7ου αιώνα, τον 8ο/9ο αιώνα και στον 9ο αιώνα.  Καταγράφονται γεγονότα στα θαύματα από τα τέλη του 6ου και 7ου αιώνα.

Από το πλαίσιο των θαυμάτων φαίνεται ξεκάθαρα ότι οι ικέτες κοιμόντουσαν μέσα στην ίδια την εκκλησία.

Στο θαύμα 1.20-23, είχε ετοιμαστεί ένα κρεβάτιο για τον κουτσό Μαριανός στο παρκέ, όπου είδε το θεραπευτικό ονειρο-όραμα. Σηκώθηκε και περπάτησε μέχρι το δισκοποτηρο, μετά βγήκε από την εκκλησία. Ομοίως, στο θαύμα 3.39-42 ένας μεγάλος αριθμός ανθρώπων που χτυπήθηκαν από την πανώλη είχαν καταφύγει στην εκκλησία του Δημητρίου,ο οποιος έκανε νυχτερινούς γύρους επισκέπτοντας και θεραπεύοντας τους αρρώστους. Στο θαύμα 4.47 ένας δαιμονισμένος στρατιώτης αναγκάστηκε να μπει στην εκκλησία παρά τη θέλησή του, και ξάπλωσε στο κρεβάτι προετοιμασμένο  για αυτόν. Το θαύμα 7 δεν είναι η συνηθισμένη θεραπεία-θαύμα, αλλά ο μάρτυρας εμφανίζεται σε έναν ιερέα στην δική του εκκλησία για να τον εμποδίσει να σβήσει τα κεριά που ήταν αναμμένο ως προσφορές. Υπάρχουν επίσης στοιχεία ότι ορισμένοι οι παρακλητές έμειναν και κοιμήθηκαν για περισσότερη ώρα στην εκκλησία πριν θεραπευθούν.

Ο άγιος εμφανίστηκε και στους οπαδούς του στα σπίτια τους και τους παρότρυνε να έρθουν στην εκκλησία. Στο θαύμα 1.16, ο Δημήτριος εμφανίζεται μεταμφιεσμένος στο όνειρο του Μαριανού στο σπίτι του και τον προτρέπεινα πάει  στην εκκλησία του Δημητρίου και να κοιμηθεί εκεί.

Υπάρχουν επίσης παραδείγματα συνηθισμένου ονείρου, όπου ο Δημήτριος εμφανίζεται να απροσδόκητα, χωρίς προηγούμενη προετοιμασία, και στα σπίτια τους.Ο Δημήτριος βοήθησε τους λαϊκούς κατά των πυρκαγιών, των λιμών ή των σλαβικών επιδρομών. Αυτός μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε οράματα εγρήγορσης, βοηθώντας κατά των επιθέσεων των Σλάβων ή επηρεάζοντας τα θαύματά του με άλλους τρόπους.Έτσι, η θεραπεία στην εκκλησία του Αγ. Δημητρίου  ήταν μια πτυχή στη λατρεία, αλλά όχι λιγότερο σημαντική ήταν η προστασία που προσέφερε κατά των Σλάβων. Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό παρόμοιο με την λατρεία της Θέκλας, μίας μάρτυρα μιας μάρτυρος που δεν επικεντρωνοταν μόνο στη θεραπεία, αλλά και έσωζε τους ανθρώπους της από εισβολές.