An der nordöstlichen Seite des Heiligen Dimitrios befindet sich die Kapelle des Heiligen Efthimios. Diese Kapelle stellt durch ihre kunstvollen Mosaiken einen besonderen Höhepunkt unter den Kirchen in Thessaloniki dar.
Der Anbau an den Heiligen Dimitrios ist eine kleine dreischiffige Basilika.
Die Kapelle des Heiligen Efthimios ist zwischen 1261 und 1282 an die Kirche des Heiligen Dimitrios angebaut worden. Gemäß der Signatur auf den Fresken in der Kapelle des Heiligen Efthimios sind diese 1303 von dem Rittmeister Michail und seiner Frau Maria gemalt worden. Die Fresken stellen den Höhepunkt der Thessaloniker Ikonenschule dar. Die Thessaloniker Ikonenschule ist zum Ende des Byzantinischen Reiches die Spitze der Kunstfertigkeit und führend auf dem gesamten Balkan.