Тогда эпарх увёз с собой пропитанные кровью плащ и часть ораря великомученика. По дороге в Сирмий Леонтий несколько дней не мог из-за суровой зимы переправиться через Дунай. Димитрий Солунский явился ему и сказал, чтобы, взяв серебряный ковчег с реликвиями, он без страха переходил реку. Леонтий благополучно переправился на другой берег. Впоследствии на том месте, где колесница Леонтия задержалась в пути, происходило много чудес. В Сирмии он построил храм во имя Димитрия Солунского недалеко от церкви св. Анастасии, в котором поместил ковчег со святынями. Passio tertia («Третье мученичество») принадлежит преподобному Симеону Метафрасту (960 гг.) и включено в его минологическое собрание под 26 октября. Сочинение Метафраста, основывавшееся на предшествующих «Мученичествах», расширено, главным образом, за счёт риторики и агиографических топосов, но добавляет и некоторые детали о жизни Димитрия Солунского, подробнее рассказывает об обретении нетленных мощей при строительстве храма Леонтием (сокращённый вариант этой редакции включён в Синаксарь Константинопольской церкви конца X в.). Полагают, что описываемые в «Мученичестве» события произошли около 306 г., т.е. после издания четвёртого эдикта Диоклетиана о преследовании христиан. Леонтия, построившего храм в Фессалонике, отождествляют с Леонтием, эпархом Иллирика, адресатом двух распоряжений императора Феодосия II, получивших впоследствии силу законов (412 и 413 гг.). И. Делеэ, а за ним другие исследователи (Ф. Баришич, М. Викерз, Поль Лемерль) подвергли сомнению сведения «Мученичеств» о том, что Димитрий Солунский пострадал в Фессалонике, т.к. древнейшие Мартирологи связывают его мученическую кончину с Сирмием. В Сирийском Мартирологе 411 г. под 9 апреля указана память «в Сирмии Димитрия», а в трёх основных списках Мартиролога Иеронима Стридонского под этой же датой – «в Сирмии Димитрия диакона». В связи с этим была выдвинута гипотеза, что культ великомученика зародился в Сирмии. Когда в 441 г. Сирмий был разрушен Аттилой, резиденция правителя Иллирика и, вероятно, мощи святого были перенесены в Фессалонику, которая затем стала центром почитания Димитрия Солунского. Было высказано мнение, что первоначальным днём памяти святого являлось 9 апреля, а 26 октября могло быть датой перенесения его мощей. По мнению П. Шпека, культ Димитрия Солунского был перемещён в Фессалонику ещё позже – после разрушения Сирмия аварами в 582 г. Далеко не все исследователи приняли эту гипотезу (серьёзные возражения высказали греческие археологи, производившие раскопки в базилике Димитрия Солунского). В древнейших Мартирологах речь может идти о другом мученике по имени Димитрий. Вопрос о месте происхождения культа Димитрия Солунского (Сирмий или Фессалоника) остаётся нерешённым. Самым ранним бесспорным свидетельством почитания Димитрия Солунского в Фессалонике является строительство в его честь базилики не позже V в., значительные размеры которой указывают на важность культа этого святого для города уже в то время.