Святой также представлен в композиции генеалогического древа российских государей в стенописи центрального свода парадных сеней Исторического музея в Москве 1883 г. (артель Фомы Гавриловича Торопова). В связи с тем, что в день памяти Димитрия Иоанновича 15 мая 1883 г. состоялась коронация императора Александра III, на рубеже XIX и XX вв. создавались иконы, где святой царевич представлен в числе других святых, память которых празднуется в этот день (Пахомий Великий, святители Ахиллий Ларисский и Исаия Ростовский). Такова икона, помещённая над киотным образом великого князя Александра Невского и святой Марии Магдалины (патрональных святых императора и императрицы) в Вознесенском соборе Новочеркасска, освящённом в 1905 г. Согласно академическому руководству художника Виктора Доримедонтовича Фартусова, Димитрия Иоанновича следует писать «типа русскаго… дитя на восьмом году… в сорочке, шароварах, сапожках, на плечах кафтанчик, на голове шапочка, в руках платочек (полотенце, шитое золотом)». На старообрядческих иконах Соборов русских святых Димитрий Иоаннович представлен в правой группе князей в первом в ряду, рядом с преподобным Петром, царевичем Ордынским: на поморских иконах конца XVIII – начала XIX в. (музей Карелии), 1814 г. письма П. Тимофеева из собрания ЦАМ Санкт-Петербургской духовной академии (Русский музей), первой половины XIX в. из деревни Чаженьга Каргопольского района Архангельской области (Третьяковская галерея), а также на иконах начала XIX в. из Черновицкой области (Киево-Печерский музей-заповедник), середины – второй половины XIX в. (Третьяковская галерея). На иконе русских чудотворцев первой половины XIX в. из старообрядческой моленной на Волковом кладбище в Санкт-Петербурге (музей истории религий) фигура Димитрия Иоанновича введена в состав верхнего регистра, рядом с Ярославскими святыми. В группе подвижников XVI в. его образ присутствует в росписи галереи, ведущей в пещерную церковь преподобного Иова Почаевского в Почаевской Успенской лавре (живопись конца 1860 – 1870 гг. работы иеродиаконов Паисия и Анатолия, поновлена в 1970 гг.). В конце 1920 – начале 1930 гг. монахиней Иулианией (Соколовой) была разработана иконография «Все святые, в земле Русской просиявшие» (иконы из ризницы Троице-Сергиевой лавры, Данилова монастыря в Москве) с изображением Димитрия Иоанновича среди Московских святых. Его образ привлекал внимание некоторых русских художников, в частности Михаила Васильевича Нестерова, написавшего в 1899 г. картину «Димитрий царевич убиенный» (Русский музей), где традиционная иконография молящегося святого переосмысляется в духе символизма. Димитрий Иоаннович представлен на фоне пейзажа с «Дивной» Успенской церкви Алексиевского монастыря в Угличе. Смерть святого царевича запечатлена на литографии (около 1836 г.) П. Иванова по рисунку Бориса Артемьевича Чорикова. Современные иконы святого ориентированы на разные образцы, в том числе на изображения святых князей и царей XV–XVI вв.