По мнению В.А. Артамонова, в утраченном Житии преподобного Антония содержался рассказ о преподобномученике Герасиме, обстоятельства кончины которого были сходны со смертью Евстратия и смерть которого, так же как гибель Евстратия, повлекла крещение иудеев. В патериковом рассказе о мученической кончине Евстратия отразились сведения, которые могли быть получены только от греков – жителей Корсуни и современников событий; это заставляет исследователей полагать, что почитание Евстратия в Корсуни возникло уже в конце XI в. Святой чтился греками, а затем и печерскими монахами с прозвищем Протостратор (в Византии – начальник царской конюшни); по мнению исследователей, это связано с помещённой в патерике херсонесской легендой, по которой Евстратий вознёсся на небо на огненной колеснице, при этом раздался глас, по-гречески сказавший: «Се добрый града небесного гражанин нареченый!». Давнее местное почитание преподобных Печерских, в том числе Евстратия, подтверждается составленным при Киевском митрополите Петре (Могиле) около 1643 г. каноном преподобным отцам Печерским, автором которого считается Мелетий Сириг. Евстратию посвящен третий тропарь шестой песни канона: «Распныйся умерщвлением плоти первее, от иудей же распныйся второе, крепкий Евстратие; и темже многое дерзновение у Христа обрет...». Имя Евстратия под 14 февраля и 28 марта есть в месяцесловах, включённых в изданные в Киево-Печерском монастыре «Анфологион» (Киев, 1619 г.) и «Полуустав» (Киев, 1643 г.), а также в рукописном Месяцеслове келаря Троице-Сергиева монастыря Симона (Азарьина) середины 1650 гг. (Российская государственная библиотека, Исторический музей). В «Похвальном слове русским преподобным» 1640 гг. соловецкого книжника Сергия (Шелонина) кратко пересказан патериковый сюжет и говорится о Евстратии, что он «исповедания ради обличивша июдеом еже на Спаса неистовство». Евстратий как «вторый Илия колесничник» прославляется в пятом тропаре седьмой песни канона преподобным отцам Ближних пещер конца XVII в. Общецерковное почитание Евстратия установлено указами Святейшего Синода 1762, 1775 и 1784 гг., согласно которым разрешалось печатать службы Печерским преподобным и вносить их имена (в том числе Евстратия) в общецерковные московские месяцесловы. В 1843 г. установлено празднование Собору всех Киево-Печерских святых и святых, в Малой России просиявших.