Ансамбль крипты состоит из однопридельной базилики в которой в древности покоились мощи святого, а также полукруглого пространства с парапетами и колоннами, окружённого цистернами для воды.

В крипте с раннехристианских времен существовал источник воды (происходил из римских терм, которая текла по устроенному в X веке водопроводу. Колодец с источником воды существует в настоящее время.

Сейчас вход в крипту осуществляется по лестнице справа от алтаря. Крипта включает в себя место, где по преданию был убит великомученик Димитрий, и располагается под алтарной частью базилики

В центре рядом с мраморным сводчатым навесом, который поддерживают семь колонн, имеется мраморная раковина, предназначенная для сбора мира, по преданию, истекавшего из мощей Димитрия. В северной части крипты находился ряд захоронений епископов Салоник.

Крипта была обнаружена под базиликой в 1918 году при проведении реставрационных работ в разрушенном храме после пожара 1917 года. В древности вход в крипту осуществлялся через проёмы, которые располагались снаружи здания со стороны алтаря.