Η υπόγεια αρχαία «Κρύπτη» χρονολογείται πριν από την κατασκευή του
ναού του Αγίου Δημητρίου. Η κρύπτη αρχικά ήταν ρωμαϊκό λουτρό. Τον 5ο αι. μετά την ίδρυση του πρώτου Ναού το λουτρό διατηρήθηκε και διασκευάστηκε σε κρύπτη. Κάτω ακριβώς από το ιερό βρίσκεται η ημικυκλική δεξαμενή αγιάσματος με μαρμάρινες κολώνες. Οι κολώνες αυτές αρχικά ανέβλυζαν αγίασμα το οποίο οι πιστοί Θεσσαλονικείς μπορούσαν να πάρουν σε φιαλίδια.
Μετά τον 10ο αιώνα η κρήνη συνδέεται με το Μύρο που συνέλεγαν οι πιστοί από τις δεξαμενές της με διάφορα αγγεία, πήλινα, γυάλινα ή μεταλλικά. Το Μύρο το φύλαγαν και σε περίοπτα φυλακτά ή κιβωτίδια από πολύτιμα μέταλλα, που επέτρεπαν τη μεταφορά του σε μακρινές χώρες. Η εξάπλωση που είχαν τα αντικείμενα αυτά στον χριστιανικό κόσμο υπήρξε μεγάλη. Ο θρύλος λέει ότι ο μύρος σταμάτησε να αναβλύζει από την στιγμή που η βασιλική μετατράπηκε σε τζαμί.
Στα χρόνια της Τουρκοκρατίας η Κρύπτη καταχώνεται και ξαναβρίσκεται μετά την πυρκαγιά του 1917, οπότε και ακολουθεί η αναστήλωσή της.Στον χώρο της Κρύπτης σήμερα θα δειτε και ένα Παρεκκλήσιο που στους παλαιοχριστιανικούς χρόνους επικοινωνούσε με την κρήνη που έβγαινε το αγίασμα, αλλά και με το ιερό του Ναού. Εδώ τοποθετείται και το ακριβή σημείο στον οποίο σύμφωνα με τα αγιολογικά κείμενα μαρτύρησε ο Άγιος. Στο κεντρικό μέρος της Κρύπτης, προσετέθη διάδρομος με ημικυκλικό Κιβώριο. Το Κιβώριο αποτελεί και τον χώρο όπου έρρεε το αγίασμα και το μύρο.
Για τη Κρύπτη του ναού οι μέρες και ώρες επισκέψεων όλο το χρόνο είναι
Δευτέρα 8.00-14.30
Τρίτη: Κλειστά
Τετάρτη 8.00-14.30
Πέμπτη 8.00-14.30
Παρασκευή: 8.00-13.30 και 19.00-22.00 (Λειτουργία)
Σάββατο 7.30-14.30
Κυριακή: 7.30-14.30
Η είσοδος στον Ναό και στην Κρύπτη είναι Δωρεάν.