Pocházel ze Soluně, kde se narodil v druhé polovině 3. st. Jeho otec byl vysokým císařským hodnostářem a tajným křesťanem. Rodiče vychovali syna v křesťanské víře. Po jejich smrti císař Maximián ustanovil Demétera za představitele města. Ten v úřadě neochvějně vyznával svou víru a obrátil mnoho pohanů. Když se císař dozvěděl, že je Deméter křesťanem, velmi se rozhněval. Jednou, když se vracel z války, zastavil se v Soluni a dal svatého zavřít do vězení. Protože Deméter věděl, co ho čeká, dal všechno jmění svému věrnému sluhovi Lupovi, kterému nařídil, aby je rozdal chudým.
Císař uspořádal ve městě hry. Jednou z velkých atrakcí byl jeho vandalský zápasník, jménem Lius. Byl to muž neobyčejné síly, který každého přemohl. Pro něj postavili vysoký most a pod ten dali množství kopí, hroty vzhůru. Každý, kdo z mostu spadl, se nabodl na hroty a v mukách zemřel. Mnoho lidí muselo s Liem bojovat, zvláště křesťané. Maximián s radostí hleděl, jak Lius shazuje své protivníky z mostu.
Ve městě žil jeden křesťanský mladík, jménem Nestor. Když viděl, kolik křesťanů Lius zabil, rozhodl se s ním bojovat. Než vstoupil do arény, šel k Deméterovi, aby se s ním poradil. Deméter řekl: „Jdi. Nad Liem zvítězíš a za Krista zemřeš.“
Když Nestor vstoupil do arény a prohlásil, že chce bojovat s Liem, císař mu to rozmlouval. Mladík prohlásil, že je křesťanem a chce bojovat ve jménu Kristově. Tu se císař rozhněval a nařídil mu, aby tedy šel bojovat. Nestor vystoupil na most, přežehnal se znamením kříže a začal zápasit. I když byl malý vzrůstem, shodil obra z mostu na kopí.
Rozhněvaný císař dal mladíka zavřít. Když se dozvěděl, že na Liově smrti je vinen Deméter, dal ho ve vězení probodat kopími a Nestora stít mečem. To bylo r. 306.
V noci přišli křesťané, vzali tajně Deméterovo tělo a pohřbili ho. Po skončení pronásledování křesťanů byl nad Deméterovým hrobem postaven malý chrám, ve kterém se událo mnoho zázraků.
V tomto chrámě byl také v 5. st. uzdraven z nevyléčitelné nemoci velmož, jménem Leontij. Na poděkování se rozhodl postavit nad hrobem mučedníka velký chrám. Když kopali základy pro stavbu, nalezli tělo mučedníka neporušené. Vytékalo z něho vonné myro. Tělo pak bylo dáno do drahocenné rakve a uloženo v chrámě. Myro z něj vytéká do dnešních dní.
V chrámě se pak událo množství zázraků a sv. Deméterovi je připisována několikerá záchrana Soluně před nepřáteli.