Neben normalen Grüften befinden sich in der Kathedrale noch zwei Reliquienschreine. In einem von ihnen ruhen die Gebeine des als Heiligen verehrten Fürsten und Märtyrers Michael von Tschernigow (1179–1246). Der bekanntere Schrein enthält die Überreste des Zarewitsch Dmitri (1582–1591). Er wurde 1813 an Stelle eines während des Kriegs gegen Napoléon gestohlenen silbernen Schreins aus dem Jahr 1630 angefertigt. Von diesem ist jedoch bis heute der aufwändig dekorierte Deckel erhalten geblieben, der in der Rüstkammer des Kremls ausgestellt ist.