Demetriusz, zwany także Demetrianem, pełnił funkcję patriarchy Antiochii w latach około 253–260. Według niektórych źródeł został uprowadzony do Persji przez szacha Szapura I w 253 roku, gdzie objął stanowisko pierwszego biskupa w Gundeshapur. Pomimo fizycznej nieobecności w Antiochii, nie został formalnie zastąpiony na stanowisku patriarchy aż do objęcia urzędu przez Pawła z Samosaty w 260 roku. Jego działalność biskupia pozostaje jednak słabo udokumentowana, gdyż nie zachowały się współczesne mu źródła opisujące jego rządy. Według kroniki Euzebiusza z Cezarei, Demetriusz był biskupem Antiochii w momencie wydania przez cesarza Galliena edyktu tolerancyjnego w 260 roku. Dokładne daty oraz szczegóły dotyczące jego posługi nie są pewne, a niektóre listy biskupów sugerują nawet istnienie dodatkowej postaci, Amfilochiusza, pomiędzy jego rządami a Pawłem z Samosaty, jednak informacje o tej postaci są bardzo słabo potwierdzone.