Дата его смерти неизвестна, он скончался после 1214 г. Ему было более 80-ти лет, и он обрел покой в могиле, которую себе приготовил с юности. Случилось, однако, так, что о месте, где были его мощи, не знали монахи следующих поколений. Оно было обнаружено чудесным образом лишь в 1757 г.
Однажды один из иноков монастыря отправился в пещеру, в которой первоначально подвизался прп. Неофит, чтобы посмотреть на образовавшуюся в ней трещину. Здесь он наткнулся на саркофаг и захотел посмотреть на его содержимое. Ночью, тайно, он опять пришел в пещеру. Тяжелая каменная крышка не открывалась, и он разбил ее заступом, но не успел посмотреть внутрь, так как был отброшен на землю. Очнувшись, монах в ужасе бежал в монастырь и рассказал о случившемся. Наутро братия отправилась в пещеру. В саркофаге ими был обнаружен деревянный ящик, в котором лежал святой, не тронутый тлением за 500 лет, с веригами, которые он всегда носил. Мощи святого были перенесены в монастырскую церковь и помещены в алтаре. С тех пор около них происходят различные чудотворения. Память прп. Неофита празднуется дважды: 24 января, когда он переселился в новую пещеру и скончался там, и 28 сентября, когда были обретены его мощи.
По благословению прп. Неофита в 1183 и 1196 гг. пещерный храм и примыкающая к нему келья были полностью расписаны художниками, среди них известен только Феодор Апсев- дис, художник из Константинополя, оставивший свой автограф на одной из стен пещеры. В 1503 г. росписи были поновлены и дополнены. До сих пор поражают взор удивительные пещерные фрески.