Κατά τη διάρκεια που ήταν φυλακισμένος ο Δημήτριος, γινόντουσαν μάχες στην αρένα της Θεσσαλονίκης και πολλοί Χριστιανοί έβρισκαν τον θάνατο από έναν γίγαντα, τον Λυαίο. Ένας νεαρός Χριστιανός, ο Νέστορας, μαθητής του Δημητρίου, ζήτησε να παλέψει και να νικήσει τον Λυαίο, αλλά πρώτα ήθελε να έχει την ευχή του διδασκάλου του. Αν και ο Δημήτριος ήταν διστακτικός, έδωσε την ευλογία του.
Οι Ρωμαίοι κορόιδευαν τον νεαρό Νέστορα, αυτός, όμως, δεν έκανε πίσω. Σε λίγα λεπτά ο Λυαίος ήταν νεκρός και οι Ρωμαίοι θαύμασαν. Ο θαυμασμός έγινε μίσος, όταν ο Νέστορας τόνισε πως ό, τι έπραξε, το έκανε με την δύναμη του Ιησού Χριστού, του Θεού του Δημητρίου. Ο Νέστορας θανατώθηκε έξω από την πόλη. Άγημα στάλθηκε στο κελί του Δημητρίου. Ο Δημήτριος προβλέποντας τι θα συμβεί, μόλις οι στρατιώτες μπήκαν μέσα στο κελί, ύψωσε το δεξί του χέρι, όπου και τον λόγχισαν, όπως και τον Κύριο κατά την σταύρωση.
Ο Κύριος επέτρεψε να φανεί σημάδι αγιότητας του Αγίου, αφού από το σημείο όπου τάφηκε αναδύονταν μύρο που ευωδίαζε. Ο Άγιος μυροβλύζει μέχρι και σήμερα, καθώς και τα θαύματα του είναι πολλά, σκεπάζοντας την αγαπημένη του πόλη, Θεσσαλονίκη, αλλά και όλη την οικουμένη.