Митрополит Арсений дал распоряжение завести для этой цели тетрадь: грамотные богомольцы должны были сами записывать в ней случаи помощи им по молитвам к святителю, иноки монастыря должны были фиксировать чудотворения, происходившие с неграмотными людьми. Спустя три года императрица Елизавета Петровна, почитавшая Димитрия и интересовавшаяся обстоятельствами дела, приказала своему духовнику протоиерею Феодору Яковлевичу Дубянскому (1691–1769 гг.) выяснить, как совершаются записи о чудотворениях. К ответу на запрос Ф.Я. Дубянского митрополит Арсений приложил небольшое письмо об этом предмете, которое не удовлетворило императрицу. Синод созвал комиссию, которая должна была опросить свидетелей для выяснения обстоятельств чудотворений. Указом от 17 декабря 1756 г. митрополиту Арсению было предписано посылать в Синод три раза в год обстоятельные рапорты о чудотворениях, доказательства исцелений должны были брать под присягой в присутствии архиерея. Сославшись на болезнь, митрополит Арсений просил Синод о разрешении высылать отчёт один раз в год и не присутствовать при присяге свидетелей; Синод удовлетворил просьбу. За 1757 г. была представлена тетрадь с записью 32 чудес, в 1758 г. было записано 36 чудес, в 1759 и 1760 гг. – по 30 чудотворений, в 1761 г. – 37, в 1762 г. – 38 чудотворений. В апреле 1757 г. Синод издал указ, по которому мощи Димитрия были признаны нетленными (почти одновременно митрополит Арсений получил два распоряжения: «словесное объявление» императрицы Елизаветы Петровны, посланное через Синод, и указ Синода). Тогда же были установлены дни празднования святителю: 21 сентября – в день обретения мощей, 28 октября – в день преставления. Димитрий стал первым святым, канонизированным в синодальный период истории Русской церкви, и единственным подвижником, прославленным к общерусскому почитанию в XVIII в. Весной 1757 г. митрополит Арсений получил распоряжение Синода написать службу Димитрию. К этому времени Ростовский архиерей, вероятно, уже поручил её составление архимандриту ярославского Толгского монастыря Вонифатию (Борецкому), окончившему работу летом 1757 г. Митрополит Арсений не был доволен результатом, архиерею не понравился также исправленный архимандритом Вонифатием вариант текста. В это время для молитвы перед мощами Димитрия в Ростов прибыл Переславский и Дмитровский епископ Амвросий (Зертис-Каменский), согласившийся написать службу новопрославленному святому. Произведение епископа Амвросия не понравилось Синоду, который посчитал его службу «высоко и совсем почти аллегорически сочинённою да и простому народу невнятною и неудоборазумительною». Служба Димитрию была издана в Синодальной типографии в апреле 1759 г. Вероятно, она представляет собой исправленный текст епископа Амвросия без тех частей, на которые автору указывал Синод. Предполагается, что автором службы Димитрию с акафистом, изданной Синодальной типографией в 1799 г., является князь Гавриил Петрович Гагарин (1745–1808 гг.). Епископ Амвросий составил также Первую краткую редакцию «Жития Димитрия», содержащую скупые известия о жизни святого и о сочинении им «Книги житий...», «Келейного летописца», «Розыска...», «Руна...».