Церковь Димитрия Солунского в Великом Новгороде была заложена в 1381 году на Славкове улице. Первое упоминание о деревянном храме на этом месте относится к 1261 году, когда он сгорел. Каменный храм был построен в 1381–1382 годах в честь победы Дмитрия Донского над Мамаем в Куликовской битве. Освящение совершил новгородский владыка Алексей с клиром Софийского собора.
Вскоре после завершения строительства храм частично разрушился, о чем сообщает летопись: «за мало дней рассыпася». Восстановительные работы были проведены в течение года. В XV веке в церкви имелось два престола: главный — в честь Димитрия Солунского и придельный — в честь Усекновения главы Иоанна Предтечи. Позднее добавились престолы во имя святых Бориса и Глеба (на хорах) и преподобного Нила Столобенского (1810 год).
В 1462–1463 годах храм был перестроен, при этом верхние части стен украсили кирпичным орнаментом в виде бегунца и поребрика. В 1691 году к югу от церкви возвели колокольню, сохранившуюся почти без изменений. Первоначально главный вход в храм располагался с южной стороны, так как между церковью и колокольней проходила Большая Московская дорога. Позднее вход перенесли в западный притвор.
Храм неоднократно горел: в 1403 и 1696 годах, но каждый раз восстанавливался. Во время Великой Отечественной войны здание получило повреждения: была утрачена глава купола, кровля и перекрытия в некоторых приделах. Колокольня не пострадала. Реставрационные работы проводились в 1947–1949 годах под руководством Любови Шуляк.
После революции 1917 года храм был закрыт. В 2012 году его передали Новгородской епархии Русской Православной Церкви. С этого времени в церкви возобновились богослужения.
