История храма восходит к событиям 1606 года, когда мощи убиенного в 1591 году царевича Димитрия были перенесены из Углича в Москву. Согласно преданию, при выходе из города процессия с мощами остановилась, и из гроба пролилась струя крови. На месте этого события была установлена часовня, которая в 1729 году была заменена каменным храмом, освящённым в честь царевича Димитрия и святых Кирика и Иулиты. В 1798–1814 годах был возведён существующий ныне каменный храм, получивший название «на поле» .
Архитектурно храм представляет собой одноэтажное здание с пятиглавием, выполненное в стиле классицизма. Основной объём (четверик) соединён с трапезной и колокольней. В убранстве церкви использованы классические формы и приёмы: тосканские колонны, фронтоны, карнизы, пилястры и оформление колокольни .
Внутреннее убранство храма включает росписи 1836 года, выполненные в стиле, близком к фрескам Спасо-Преображенского собора Углича. Особую ценность представляет резной иконостас, оформленный в виде триумфальной арки .
В советский период храм не был закрыт и оставался единственным действующим в городе. В 1989 году в храм была передана рака с мощами благоверного князя Романа Угличского .
