К 13 августа 1861 г. Димитрий смог подготовить обитель к торжеству открытия мощей Тихона Задонского, которое возглавлял, согласно распоряжению Святейшего Синода, архиепископ Воронежский и Липецкий Иосиф (Богоявленский). Храмы были отреставрированы, все здания в монстыре поновлены и покрашены, приготовлены гостиницы для богомольцев. Организовал сбор средств на устройство серебряной раки для мощей святителя и сам внёс 3 тыс. руб. Димитрий продолжил обустройство обители, были капитально обновлены и перестроены тёплая в честь церковь Рождества Пресвятой Богородицы (1862 г.), в честь Вознесения Господня с примыкающей трапезной (1862 г.). Построены церкви во имя Тихона Задонского – на месте кельи святителя (1865 г.) и во имя Игнатия Богоносца – на месте погребения Тихона (1870 г.), а также в честь иконы Божьей Матери «Живоносный Источник» (1870 г.). В 1861 г. по инициативе Димитрия было организовано благотворительное Тихоновское общество в память Тихона Задонского; в 1861–1880 гг. Димитрий председательствовал в нём. Общество помогало 46 беднейшим семействам, жертвуя из монастырской казны ежегодно до 300 руб. серебром. Помимо 20 учеников-сирот, содержавшихся за счёт обители с момента учреждения в Задонске духовного училища, общество оказывало материальную поддержку ещё 20 беднейшим ученикам, выделяя каждому ежемесячно по 1 руб. серебром. По распоряжению Димитрия при обители на полном иждивении проживали девять престарелых, один увечный и один малолетний из числа неимущих. Забота о «социально незащищённых» обходилась монастырской казне в 660 руб. ежегодно. Монастырская больница (до 1862 г. она называлась «домашней») стала оказывать медицинскую помощь беднейшим паломникам. Больница на 36 коек находилась в бывшей трапезной монастыря. С 1866 г. Димитрий ежегодно жертвовал 1 тыс. руб. серебром в кассу Воронежского попечительства девиц духовного звания (впоследствии это стало традицией). Также при монастыре была учреждена художественная школа. В 1860 гг. у св. источника, излюбленного места уединённой молитвы святителя Тихона, Димитрий устроил скит со строгим общежительным уставом. В 1873 г. скит был обращён в самостоятельный задонский Тихоновский мужской монастырь. Димитрий был награждён орденами св. Анны второй степени и св. Владимира четвёртой степени. Димитрий был погребён в задонском Богородицком монастыре, в склепе Владимирского собора у северо-западной стены. К 2007 г. обретённые в ходе ремонта нижнего яруса собора останки священнослужителей не идентифицировались и были перезахоронены около собора монастыря.