Der Heilige Dimitrios (auch heiliger Demetrius) ist der Schutzheilige der Stadt Thessaloniki. Der Namenstag des heiligen Dimitrios ist der 26. Oktober.
Die Kirche des heiligen Dimitrios befindet sich in der "Agiou Dimitriou" Straße in unmittelbarer Nähe der antiken Agora.
Die Kirche des Schutzheiligen von Thessaloniki ist eine 5-schiffige Basilika. Die Basilika hat ein hölzernes Dach. Agios Dimitrios ist 43,6 m lang und 33 m breit.
Der Heilige Dimitrios ist auf den Überresten des antiken römischen Bads in Thessaloniki entstanden. Der Heiligengeschichte zufolge ist Dimitrios in dem römischen Bad gefangen gehalten worden und dort auch zum Märtyrer geworden. Sein Grab liegt ebenfalls unterhalb der Kirche.
Die erste Kirche an dem Platz in Thessaloniki datiert aus dem Jahr 343 n. Chr. kurz nachdem Konstantin der Große im römischen Reich den christlichen Glauben als Staatsreligion etabliert hat. 413 n. Chr. ist an diesem Platz eine größere Kirche gebaut worden, die im Lauf der Jahrhunderte mehrmals umgebaut worden ist. Diese Kirche ist zwischen 629 und 634 abgebrannt und ist noch größer aufgebaut worden. 904 wird der Heilige Dimitrios von den Sarazenen und 1185 von den Normannen geplündert. Bei der Eroberung von Thessaloniki durch die Osmanen 1430 wird die Kirche erneut geplündert.
Während des Mittelalters sind die Gebeine des Heiligen Dimitrios von Mönchen gestohlen worden. Der Heilige Dimitrios hat mehrere Jahrhunderte in der Kirche San Lorenzo in Campo geruht, bis 1978 die Gebeine nach Thessaloniki überführt worden sind.
Im Jahr 1490 wird der Heilige Dimitrios in eine Moschee mit dem Namen Kasimie Tsami umgewandelt und erst mit dem Anschluss Thessalonikis an Griechenland 1912 wird die Kirche wieder christlich.
1917 ist der Heilige Dimitrios beim großen Brand von Thessaloniki schwer beschädigt worden. Die Kirche ist nach 1917 im originalgetreuen Zustand wieder aufgebaut worden. Der Wiederaufbau dauert unter anderem wegen des II. Weltkrieges und des Bürgerkriegs bis zum Jahr 1949. Endgültig fertiggestellt im heutigen Zustand ist der Heilige Dimitrios 1958.
Zu den Besonderheiten der Kirche gehören ihre Krypta mit den Resten des römischen Bades, die Kapelle des Heiligen Efthymios, das Renaissance-Grab des Wohltäters Lukas Spantounis und der oktogonale begehbare Reliquienschrein des Heiligen Dimitrios.
Einige, der zahllosen Mosaiken aus dem Heiligen Dimitrios befinden sich heute im Museum des "Weißen Turms" und im Byzantinischen Museum.