В современной греческой Минее 17 декабря приведено ещё одно последование – Дионисия Нового, архиепископа Эгинского; все три последования (вавилонских отроков, пророка Даниила, святителя Дионисия) соединены. Служба – с паремиями, литией на вечерне, степенным антифоном, прокимном и Евангелием на утрене; в конце утрени поётся великое славословие. Корпус песнопений, не претерпевший значительных изменений со времени введения Студийского устава, включает в себя: тропарь второго гласа, кондак шестого гласа, канон восьмого гласа, творение Феофана, с акростихом, ирмос, несколько подобнов. Канон вавилонских отроков употребляется также в Неделю святых праотец. Служба на литургии – как в Неделю всех святых, кроме Евангелия (Лк. 11:47–12:1). В Студийско-Алексиевском Типиконе служба на литургии иная (общая пророкам). В гимнографических текстах образ вавилонских отроков толкуется как указание на подвиг веры (ирмос седьмой песни канона на Благовещение Пресвятой Богородицы), на тайну Боговоплощения (ирмос восьмой песни первого канона на Рождество Христово), на Личность Богоматери (ирмос восьмой песни первого канона на Рождество Пресвятой Богородицы), как прообраз Пресвятой Троицы (ирмос седьмой песни первого канона понедельника третьего гласа). Молитва Азарии и песнь трёх отроков в богослужении употреблялись с первых веков христианства. Хотя общая структура, жанровое своеобразие и содержание вполне соответствуют традициям межзаветного периода, сведений об использовании их в храмовом или синагогальном культе не сохранилось. Отдельные стихи из песни вавилонских отроков встречаются в раннехристианских литургических текстах, например, стих 26 (или 52) входит в состав великого славословия, стихи 28–30 цитируются в молитве приношения иерусалимской литургии апостола Иакова. О литургическом употреблении гимнов вавилонских отроков говорит их включение в число библейских песен. В Александрийском кодексе Библии молитва Азарии и песнь трёх отроков представлены как отдельные песни между молитвой Манассии и песнью Богородицы, в Ватиканском кодексе после песни Богородицы (Лк. 1:46–55) помещена только песнь трёх отроков (стихи 52–90), в Туринском кодексе песнь вавилонских отроков разделена на три части (26–45, 52–56 и 57–90), которые находятся между молитвой Манассии и песнью пророка Захарии (отца Иоанна Предтечи), причём повествовательные фрагменты (стихи 24–25, 46–51) исключены. Определённые свидетельства о пении гимнов вавилонских отроков за богослужением появляются со второй половины IV в. По словам Руфина (345–410 гг.), песнь вавилонских отроков поётся всей церковью повсеместно и «преимущественно по праздникам». Песнь вавилонских отроков фигурирует в сочинении епископа Ремесианского Никиты (V в.), одном из самых ранних перечней библейских песней, имевших литургическое применение, между песнью пророка Иеремии (Плач 5) и песнью Богородицы.