В 1354 году Димитрий впервые встретился с Преподобным Сергием Радонежским, приходившим в Переславль к епископу Афанасию. С тех пор неоднократно беседовал с Преподобным Сергием и сблизился с ним. Слава о переславльском игумене так распространилась, что он стал восприемником детей великого князя Димитрия Ивановича. Под влиянием Радонежского чудотворца преподобный решил удалиться в глухое место и вместе с учеником Пахомием отправился на Север. В вологодских лесах, на реке Великой, в Авнежской округе, они построили храм Воскресения Христова и хотели положить основание монастырю. Но местные жители боялись лишиться угодий, и пустынники, не желая никому быть в тягость, отправились дальше.
Неподалеку от Вологды, в излучине реки, в уединенном месте преподобный Димитрий решил создать первый на русском Севере общежительный монастырь. Жители Вологды и окрестностей с радостью согласились помочь святому. Владельцы земли, предназначенной под монастырь, Илья и Исидор, затоптали даже озимые нивы, чтобы храм был построен немедленно. В 1371 году воздвигнут был деревянный Спасский собор, и начала собираться братия. Многие ученики преподобного перешли сюда из Переславля. Углубленная молитва и строжайшее подвижничество сочетались у прилуцкого игумена с милосердием: он кормил нищих и голодных, принимал странников, беседовал с нуждающимися в утешении, давал советы. Преподобный любил молиться наедине. Постоянной пищей его была лишь просфора с теплой водой, даже в праздники не принимал он разрешенные уставом вино и рыбу. Зимой и летом носил один и тот же старый тулуп, до глубокой старости ходил вместе с братией на общие работы. Вклады в обитель святой принимал с разбором, следя, чтобы благотворения монастырю не были в ущерб ближним подававших. Господь наделил Своего угодника даром прозорливости. Скончался преподобный в глубокой старости 11 февраля 1392 года. Пришедшие братия нашли его как бы уснувшим, келлия же была исполнена чудного благоухания. Чудеса от мощей святого Димитрия начались в 1409 году, а в XV столетии почитание его распространилось по всей Руси. Не позднее 1440 года, на основании рассказов ученика Димитрия, игумена Пахомия, прилуцкий инок Макарий написал его житие (Великие Минеи-Четьи, 11 февраля).
