El templo fue construido entre 1671 y 1673 gracias al esfuerzo del sacerdote Ioannikiy en el lugar de una antigua iglesia de madera, desmantelada en 1645. Según un decreto del zar Alexei Mikhailovich, se utilizaron 100,000 ladrillos que quedaron de la construcción de las torres de piedra del terraplén en Yaroslavl. En el templo se consagraron tres capillas: en el lado derecho del altar, en honor al Gran Mártir Dimitri de Salónica, en el izquierdo, al Gran Mártir Jorge el Victorioso, y en el pórtico, a los nueve mártires de Cizico. La iglesia de Dimitri es un ejemplo de templo de dos columnas de la arquitectura yaroslaviana del siglo XVII. Alrededor de 1700, se añadió un pequeño pórtico a la iglesia. Originalmente, la iglesia tenía una cúpula de cinco cabezas, pero en la década de 1830, se desmantelaron las cuatro cabezas laterales. También se añadió un pequeño porche en estilo clasicista en el lado occidental. El campanario en la esquina noroeste de la iglesia está diseñado como un pequeño toldo sobre un macizo cuadrado. En 1686, el templo fue pintado, probablemente por el destacado pintor yaroslaviano Dmitri Grigoriev Plekhanov. La pintura mural sufrió mucho después de la restauración en 1859 por el taller de E.K. Diakonov. La temática de la pintura, que consta de 186 escenas, se limita a escenas del Evangelio y del akathisto a la Madre de Dios. En la cúpula del tambor se representa al 'Todopoderoso', entre las ventanas, ocho profetas, en las pechinas, los evangelistas. En la parte occidental de la pechina, 'El Salvador en el sudario', en el arco bajo la cúpula oriental, 'La Trinidad del Antiguo Testamento'. Las bóvedas están decoradas con diez composiciones de festividades, como 'Nacimiento de la Madre de Dios', 'Anunciación', 'Nacimiento de Cristo', 'Encuentro', 'Entrada en Jerusalén', 'Resurrección', 'Epifanía' y 'Transfiguración'. La bóveda central occidental contiene dos composiciones: 'Crucifixión' y 'Ascensión'. En los arcos de soporte se representan 12 apóstoles, dos de pie. Sobre los capiteles de las columnas, en medallones, seis apóstoles de entre los setenta. En las columnas, en dos filas, se representan mártires enmarcados por arcos pintados. Entre ellos, en el lado sur de la columna derecha, se representa de manera inusual al profeta Elías sentado sobre una piedra. Las paredes norte y sur están divididas en seis niveles. Los cuatro niveles superiores son narrativos, el quinto es ornamental y el sexto es un zócalo. Los dos niveles inferiores fueron pintados en el siglo XIX con pintura al óleo. En los lunetos de la pared sur se encuentran las composiciones 'Alabanza a la Madre de Dios' y 'Boda en Caná de Galilea', en los lunetos del norte, 'Descenso del Espíritu Santo' y 'Expulsión del siervo de la boda'. En el segundo nivel, 10 cuadros que ilustran la vida terrenal de Cristo y parábolas. En los niveles tercero y cuarto se representa el tema del templo con 24 medallones de himnos solemnes de kondaks e ikos del Akathisto a la Madre de Dios. Este es el único ciclo de akathisto en las pinturas murales yaroslavianas del siglo XVII. En los alféizares de las ventanas hay tres medallones con figuras de medio cuerpo de santos, mártires y venerables. En los arcos de las claves, emblemas de Cristo y ángeles. La pared occidental está ocupada por una composición monumental del Juicio Final con figuras expresivas de 'alemanes' condenados a 'tortura eterna'. La pintura del altar se distingue por la nobleza del estilo y la perfección de las proporciones. En la concha del altar central, la composición 'De ti se alegra', una de las mejores en las frescos yaroslavianos. La decoración del ábside se realiza en dos registros: en el superior, grandes figuras de santos, en el inferior, 10 medallones con mártires. En los alféizares de la ventana del altar, la escena 'Anunciación', en la pared occidental del altar, 'Patria'. La decoración del altar y del diácono es similar. En la concha de la capilla de Jorge se representa a la Madre de Dios en la imagen de la Reina del Cielo, y en la concha de la capilla de Dimitri, 'Alabanza a la Madre de Dios'. En ambos ábsides se representan venerables, recordando el papel universal de la Iglesia Rusa. Entre ellos, los fundadores de los monasterios rusos más grandes: Abraham de Rostov, Macario de Zheltovodsky, Savva de Zvenigorod, Sergio y Nikon de Radonezh, entre otros. Los ciclos de vida de Jorge y Dimitri están limitados a cuatro grandes composiciones. En las escenas de torturas y tormentos, los santos mantienen la calma y la armonía. En la barrera del altar en la capilla de Jorge se representa la Trinidad del Antiguo Testamento, y en la capilla de Dimitri, una composición de deisis con apóstoles. La escala de las figuras, su modelado, el trabajo de los rostros y ornamentos, la conexión con la arquitectura revelan la maestría del artista. En 1872, en la iglesia de Dimitri de Salónica fue bautizado Leonid Sobinov, el futuro gran cantante. La iglesia fue cerrada en 1929, devuelta a la diócesis a principios de los años 2000, y actualmente se están llevando a cabo trabajos de restauración.