Кроме икон «Покров Богоматери» и «О Тебе радуется», где Димитрий Солунский и великомученик Георгий обычно изображаются вместе с другими мучениками в хитоне и плаще (икона «О Тебе радуется» конца XV в. из Успенского собора в Москве, музеи Московского Кремля; икона первой трети XVI в. из Успенского собора в Дмитрове, Третьяковская галерея), это ростовые деисусные чины иконостасов, появившиеся в Москве на рубеже XIV и XV вв. и впоследствии известные во всех крупнейших художественных центрах Руси – Новгороде, Пскове, Ростове и Твери. Уже в старейший сохранившийся ансамбль такого рода – деисусный чин конца XIV – начала XV в., находящийся ныне в Благовещенском соборе Московского Кремля, вошли фигуры великомучеников Георгия и Димитрия Солунского, которые изображены как наиболее почитаемые представители лика мучеников (исследователи считают, что версия о включении этих изображений в деисусный чин в связи с почитанием святых как небесных покровителей московского княжеского рода не может быть единственным объяснением). В деисусном чине Благовещенского собора Димитрий Солунский представлен по левую руку Христа, его изображение симметрично образу великомученика Георгия вплоть до трактовки одеяний. В деисусном чине икона Димитрия Солунского может располагаться как справа от Христа (икона из Успенского собора Кириллова Белозерского монастыря, около 1497 г.), так и слева (икона из села Бородава Вологодской области, 1485 г., музей Андрея Рублёва; икона из Рождественского собора Ферапонтова монастыря, около 1502 г., Третьяковская галерея). Устойчивая традиция включения образов этих святых в деисусные композиции сохранялась и позднее. Уже в XV в. она была известна в иконописи Западной Украины (деисусные чины из сёл Далёва (ныне на территории Польши) и Мшана Львовской области, Национальный музей, Львов), что может объясняться её возникновением в эпоху единой Русской митрополии. В западноукраинской иконописи на этой основе возник редкий вариант деисусной иконографии мучеников со свитками, на которых начертаны богослужебные песнопения, прославляющие Христа, – «мучеников Веселие и Радость» (иконы из села Стрелки Львовской области, конец XV в., Национальный музей, Львов). Варианты иконографии Димитрия Солунского-воина, восходящие к византийским произведениям палеологовского времени, в русском искусстве XV–XVI вв. представлены рядом икон с ростовым изображением: иконой из собрания Николая Петровича Лихачёва (начало XV в., Государственный Русский музей) – Димитрий Солунский извлекает из ножен меч; небольшой иконой-врезкой из собрания Мараевых (первая половина XV в., Третьяковская галерея) – парной иконе великомученика Георгия; изображением в среднике житийной иконы из села Поникарова (позднее – в селе Гуменец) близ Ростова (рубеж XV и XVI вв., Ростовский Кремль) – Димитрий Солунский с обнажённым мечом в правой руке; 2-частной иконой с композицией «Огненное вознесение пророка Илии» и фигурой Димитрия Солунского, происходящей с погоста Лядины Каргопольского района (первая половина XVI в., Государственный Эрмитаж); иконой «Димитрий Солунский и преподобный Антоний Сийский» (вторая половина XVI в., музей изобразительных искусств Карелии); изображением на сударе из Ипатиевского монастыря, вероятно вклад Дмитрия Ивановича Годунова (1590 гг., музеи Московского Кремля); иконой из Успенского собора в Дмитрове (1610–1620 гг., музей Андрея Рублёва) и др. (в ряде произведений этого типа Димитрий Солунский держит мученический крест).