В ноябре 1762 г. Димитрий был назначен председателем Комиссии о церковных имениях, которой предписывалось произвести точную инвентаризацию церковных имений. Результатом работы комиссии явились манифест о секуляризации церковных недвижимых имуществ и окончательное упразднение церковного землевладения в России. В начале 1763 г. с резким протестом против планов по ликвидации монастырского землевладения выступил Ростовский митрополит Арсений (Мацеевич). Возражения митрополита Арсения, направленные им в Синод, не были поддержаны его членами. Димитрий представил Екатерине II доклад о письме митрополита Арсения, усмотрев в нём «оскорбление Её Императорского Величества». В апреле 1763 г. участвовал в суде над митрополитом Арсением и в процедуре снятия сана, состоявшейся в Синодальной палате Московского Кремля. По преданию, митрополит Арсений укорял участвовавших в суде архиереев, предсказав их кончину. Димитрию он предрёк: «Язык твой для меня был острее меча, им задохнёшься и умрёшь!» В мае 1763 г. Екатерина II ездила в Ростов на поклонение мощам Димитрия Ростовского. Для торжественной встречи императрицы и переложения мощей святителя Димитрия в новую серебряную раку в Ростов также прибыл Димитрий. При введении духовных штатов указом от 26 февраля 1764 г. по всей России было закрыто 526 монастырей, более 100 из них пришлось на Новгородскую епархию. Тем же указом в епархии было создано Олонецкое и Каргопольское викариатство, а Кексгольмское викариатство упразднялось. 10 февраля 1767 г. Екатерина II пожаловала Димитрию драгоценную панагию со своим портретом на оборотной стороне. В том же году он как «первенствующая духовная особа» был избран от Синода депутатом всего русского духовенства в Комиссию по сочинению проекта нового Уложения. 30 июня 1767 г. служил молебен при торжественном открытии комиссии в Успенском соборе Московского Кремля. Умер на Заборовском подворье в Московском Кремле при обстоятельствах, сходных с предсказанными митрополитом Арсением. При его болезни и кончине неотлучно находился архимандрит Платон (Левшин; впоследствии митрополит Московский). 18 декабря 1767 г. в Заиконоспасском монастыре состоялось отпевание. 20 декабря 1767 г. тело архиерея из Москвы было торжественно отправлено в Новгород и 3 января 1768 г. викарием Новгородской епархии, епископом Олонецким Антонием погребено в Мартириевской паперти собора Святой Софии. Димитрий имел дар выдающегося проповедника.