Die Krypta des Heiligen Demetrios befindet sich in der heiligen Kirche Agios Dimitrios. Der Eingang ist neben der rechten Säule des Altars und führt zu dem Raum, in dem der heilige Demetrios nach der Lieferung verhaftet wurde, den Märtyrertod starb und gegraben wurde. Es handelt sich um den östlichen Teil des römischen Bads in der Nähe der Agora und des Stadiums zur besseren Bedienung der Athleten. Ursprünglich verehrten die Einwohner von Thessaloniki den Heiligen Demetrios durch das Weihwasser, das sie aus einem Brunnen nahmen, der noch bis heute nördlich des Altars zu finden ist. Nach dem 10. Jahrhundert wird der Brunnen mit dem Myron verbunden, das die Gläubigen mit verschiedenen Gefäßen aus Ton, Gals oder Metall sammelten. In dem Raum der Krypta gibt es auch eine Kapelle mit einer durchlöcherten Öffnung an ihrer östlichen Nische. In der Krypta ist eine Ausstellung mit Befunden aus der Basilika und den Ausgrabungen in dem Raum der Krypta zu finden.