Дмитрий Юрьевич Шемяка был похоронен в Георгиевском соборе Юрьева монастыря Великого Новгорода. 10 августа — 28 октября 1987 года было проведено исследование останков «Фёдора Ярославича», в рамках которого, по направлению начальника Новгородской археологической экспедиции В. Л. Янина, было произведено и судебно-химическое исследование останков. Исследование подтвердило, с одной стороны, что усопший — Дмитрий Юрьевич Шемяка, с другой — что он скончался в результате отравления мышьяком.
Изучение останков также дало представление о внешности великого князя. Дмитрий Юрьевич был рыжеватым мужчиной среднего роста — около 168 см, как отмечает Н. С. Борисов, возводя прозвище «Шемяка» к «Шеемяка», — «коренастый крепыш, обладавший незаурядной физической силой».
В 2012 году останки Дмитрия Юрьевича находятся в Софийском соборе Великого Новгорода и по-прежнему отождествлены с останками Фёдора Ярославича. Со смертью Дмитрия Шемяки его ореол не померк в районах, где он действовал. Культ галицких князей сохранялся в Галицкой земле даже в XVII в.. В XV — начале XVII века прозвище «Шемяка» было распространено в местах, связанных с влиянием галицких князей, среди лиц различных социальных слоёв и происхождения.
Верхнее городище города Галича находится на возвышении, называемом Шемякина гора. На склонах этой горы 27 января 1450 года произошло сражение войск Дмитрия Шемяки с войсками Василия Тёмного. К месту следует сказать, что во всех случаях речь идет о Галиче – ныне городе из Костромской области, в то время, игравшем большую роль. Столица княжества.
Оценки Дмитрия Юрьевича в трудах истории
Николай Полевой, отмечая предвзятое отношение Н. М. Карамзина к Дмитрию Юрьевичу, указывал на неоднократные «прибавки» (утверждения, не основанные на источниках) Н. М. Карамзина, в частности о «народной любви» к Василию II, об «ужасе» великого княжения Дмитрия Юрьевича. По словам историка, Дмитрий Юрьевич, признавая Василия II «Великим Князем и призывая в Москву» после кончины Юрия Дмитриевича, «показал великодушие необыкновенное», «которому немного найдём примеров в Истории». Н. А. Полевой отмечал, что «Шемяка не мстил» за «тяжкое оскорбление» — лишение свободы и заключение в Коломне в 1436 году. Дмитрий Юрьевич, по мнению Н. А. Полевого, «хотел добра, мирился искренно», из дел Дмитрия Шемяки можно узнать «характер сего Князя, храброго, доброго, пылкого, готового на зло только в минуту гнева, но всегда способного загладить потом своё преступление раскаянием, охотно прощавшего обиду и доверчивого до легкомысленности»[15]:320. Александр Зимин, являясь автором первого в отечественной литературе исследования Междоусобной войны XV века, отмечал, что Дмитрий Шемяка «обладал качествами незаурядного правителя», продолжая «дело Дмитрия Донского и своего отца, Дмитрий Юрьевич сделал всё, что было в его силах, чтобы объединить русские земли и нанести решительный удар ордынским царям». По мнению А. А. Зимина, Дмитрий Юрьевич «был самым блистательным сыном той мрачной эпохи». Константин Ковалёв-Случевский считает, что Дмитрий Юрьевич «был не только убит (отравлен), но и „осуждён“ в сознании людей (с помощью официальной пропаганды того времени) на то, чтобы нести бремя „злодея“», поскольку «проиграл в борьбе за Московскую власть, имея на неё все права».
Жена. Софья Дмитриевна, дочь Заозерского князя Дмитрия Васильевича (праправнука святого князя Фёдора Чёрного) и княгини Марии. Заозерское княжество – удел в Ярославском. Сейчас – это Вологодская область, к северу от Кубенского озера. Родители Софьи Дмитриевны и её брат Андрей (в иночестве — Иоасаф) также прославлены как святые. Вышла замуж за Дмитрия Юрьевича не ранее 1436 года. Согласно В. Л. Янину, 23 августа 1444 года княгиня Софья была вместе с мужем и сыном в Новгороде, где ими был сделан вклад (плащаница) в Юрьев монастырь. Осенью 1449 года с согласия новгородского владыки Евфимия II вместе с сыном въехала в Юрьев монастырь. 7 февраля 1456 года, «убояся» Василия Тёмного, бежала из Новгорода в Литву и направилась к сыну в небольшой западнорусский город Оболчи. Вплоть до 1456 года Софья Дмитриевна сохраняет в новгородском летописном рассказе титул великой княгини. Там же и умерла в 1456 г.