Храмът е посветен на Свети Димитър Солунски, който е роден в Солун през III век. Бащата на Димитър бил управител на града и изповядвал християнската вяра. След смъртта на родителите си, Димитър бил назначен на висок военен пост от император Максимиан, с нареждането да преследва християните. Но Димитър, който бил покръстен още като дете, не изпълнил заповедта, а напротив – започнал да ги закриля и да насърчава разпространението на християнската вяра.
Според историческите източници, когато император Максимиан се завърнал от поход в източната част на Римската империя, спрял в Солун и поискал от Димитър да се откаже от вярата си. Въпреки многократните му увещания, Димитър останал твърд в убежденията си. В резултат на това той бил хвърлен в тъмница, а по същото време прочутият борец Лий предизвиквал осъдените християни на смъртоносна борба, като ги хвърлял върху забити нагоре копия. Оръженосецът на Димитър – Нестор, изпросил разрешение от господаря си да се изправи срещу Лий. Нестор успял да победи Лий, хвърляйки го в пропастта, което обаче довело до гнева на императора. Максимиан заповядал Нестор да бъде обезглавен, а Димитър да бъде прободен с копие, което се случило през 306 година.
Датата на мъченическата смърт на Свети Димитър е 26 октомври. Легендата разказва, че преди смъртта си Димитър поверил своето имущество на своя роб Луп. След смъртта на светеца, Луп взел пръстена и дрехите на Димитър, напоени с неговата кръв, които според вярващите притежавали лечебна сила и лекували солунчани.
Мощите на Свети Димитър били съхранени и положени в сребърен ковчег в малък каменен храм, където също се случвали чудеса. Според преданието, от мощите му текло благовонно миро, поради което Църквата го нарекла Свети Димитър Мироточиви. Запазени паметници от X век също споменават за мироточивите му мощи. Днес тези мощи се намират в голяма базилика, построена на мястото на стария малък храм.
Чудотворната сила на Свети Димитър го утвърдила като покровител на Солун. В деня на неговата памет, 26 октомври, в града пристигат поклонници от целия свят, най-вече от Балканите. Частици от неговите мощи са съхранени и в манастира Ватопед, Пантелеймоновския и Ксенофския манастир, където също се отдава почит на светеца.