Строительство часовни было завершено в 2003 году, и с того времени она функционирует как действующий православный храм.
Часовня была возведена в начале XXI века в рамках развития религиозной инфраструктуры Новороссийска. Строительство часовни стало частью комплекса, включающего также Церковь Новомучеников и Исповедников Российских, построенную в 2000 году. Инициатива создания этого комплекса принадлежала местной православной общине, стремившейся увековечить память новомучеников и исповедников, пострадавших за веру в период гонений.
Архитектурное решение часовни соответствует традициям русского православного зодчества. Здание выполнено из кирпича и увенчано одной главой с крестом. Фасады часовни украшены декоративными элементами, характерными для православных культовых сооружений. Внутреннее убранство часовни отличается скромностью и включает иконы, посвящённые святому Димитрию Солунскому и другим православным святым.
Часовня Димитрия Солунского является частью религиозно-мемориального комплекса, включающего также памятник грекам, пережившим политические репрессии. Этот памятник установлен на территории комплекса в знак памяти о трагических событиях, затронувших греческую общину в период репрессий.
Южный парк, в котором расположена часовня, представляет собой зелёную зону с прудами, предназначенную для прогулок и отдыха горожан и гостей Новороссийска. Близость часовни к парку способствует её посещаемости и делает её доступной для широкого круга верующих и посетителей.
