De grootste kerk 'de Aghios Dimitrios' is gewijd aan Dimitrios.
Er zijn verschillende verhalen over wie Dimitrios was. Eén van de meest bekende is, dat Dimitrios een Romeinse officier van Griekse afkomst was die in de gunst stond van keizer Galerius. Hij bekeerde zich tot het christendom wat de keizer, die een christenhater was, zo woedend maakte dat hij hem liet opsluiten in het badhuis. Een vriend van Dimitrios doodde tijdens een onenigheid de gladiator Nestor (de favoriet van de keizer.)
Galerius liet de jongeman direct doden en gelastte ook Dimitrios, die hij er van verdacht de aanstichter te zijn van de dood van Nestor, ook te doden. In het badhuis werd op 26 oktober 303 na Chr. Dimitrios gemarteld en vervolgens aan een lans geregen.
In 313, dus tien jaren na zijn dood, bouwde men op de plaats van de thermen waar Dimitrios stierf, een kapel. Later werd deze kapel vervangen door een kleine kerk met drie beuken en gewijd aan de martelaar Aghios Dimitrios. In 630 brandde de kerk af waarna men een grote vijfschepige kerk bouwde.
Tijdens de Turkse bezetting werd in 1491 de kerk omgebouwd tot een moskee en werd de crypte, eigenlijk een gedeelte van de vroegere thermen, dicht gemetseld.
Nadat Thessaloniki in 1913 bevrijd was en weer tot het Griekse rijk behoorde, werd ook de kerk Aghios Dimitrios hersteld. Echter tijdens de eerste wereldoorlog brak in 1917 een enorme brand uit in Thessaloniki die vele gebouwen verwoeste o.a. ook de Aghios Dimitrios.
Geheel volgens de bekende bouwtekeningen werd de kerk echter weer hersteld. Ondanks de oude bouwstijl ziet men echter duidelijk aan de toestand van de stenen dat de kerk nog niet zo oud is. Tijdens de restauratie werd de toegang tot de crypte ontdekt en e.a. is ook hier mooi gerestaureerd.
In Thessaloniki neemt de kerk een bijzondere plaats in. Vele Grieken bezoeken de kerk en aan de heilige Dimitrios worden vele wonderen toe geschreven. Door velen wordt hij beschouwd als de beschermheilige van de stad.
In de kerk is een kleine Dimitrioskapel. Opvallend is het verschil in uitvoering van de zuilen. Ze werden tijdens de restauratie door een aantal kerken geleverd. U ziet vogels, dieren, druiventrossen etc. Let ook eens op de grote koperen luchter met afbeeldingen van adelaars en heilige figuren.
Tijdens de grote brand is veel vernield, maar een gedeelte van de mozaïeken bleef gespaard. Kenners zeggen dat de mozaïekkunst in Thessaloniki nog meer geperfectioneerd was dan die in Italië; o.a. ziet u in de panelen van Dimitrios, uitgevoerd met steentjes van vier bij vier millimeter, prachtige kleuren en schaduweffecten.
De crypte was vroeger het oostelijk gedeelte van het Romeinse badhuis. In de Romeinse tijd was dit een ruimte op de begane grond. Het badhuis had 2 verdiepingen. Deze bouw was zo ontstaan omdat het badhuis gebouwd was tegen de schuine kant van een heuvel. In het gedeelte op de begane grond zou Dimitrios gemarteld en gedood zijn. Hierop werd in de 5e eeuw de eerste kerk gebouwd, waarbij dan het vroegere begane grond gedeelte van het badhuis de crypte werd.
Hierin bevond zich een bron waarvan de gelovigen aannamen dat zij heilig water produceerde dat een directe relatie had met de heilige Dimitrios. Dit water werd opgevangen in bassins en in kleine loden flesjes gedaan. Men noemde deze flesjes 'Koutrouvia'. Op diverse plaatsen in Europa heeft men deze flesjes teruggevonden. Wel een bewijs hoe belangrijk als bedevaartplaats in die tijd de crypte was.
Tijdens de Turkse bezetting was de crypte gevuld met aarde, maar na de bevrijding heeft men een en ander weer gerestaureerd.