Stačiatikių bažnyčia Didžiojo kankinio Demetrijaus iš Salonikų garbei Charkove, pastatyta Poltavos Shlyakh gatvėje, dabar namas 44.

Didžiojo kankinio Demetrijaus vardo medinė bažnyčia buvo pastatyta XVII amžiaus viduryje tuometinėje Gončarovkos gyvenvietėje už Lopano. Iš jos kunigų žinomi Piotras Fiodorovičius Vitinskis (tarnauti pradėjo ne vėliau kaip 1689 m., baigė 1731 m., nusikirpęs vienuolio plaukus ir paskutinius penkerius gyvenimo metus praleidęs užtarimo vienuolyne), jo sūnus Grigorijus Petrovičius Vitinskis. (nuo 1719 m. 1724 ir 1732 m. surašymai liudija apie brolijos su „brolišku teismu“ egzistavimą Ktitorovo gatvėje.

1764 m. apgriuvusi bažnyčia buvo išardyta, o jos vietoje pastatyta nauja, taip pat medinė ir, matyt, panaši į savo pirmtaką. Sprendžiant iš paveikslo garsiajame 1787 m. plane, jis buvo pagamintas pagal tradicines Ukrainos trijų kupolų architektūros formas su žema laisva varpine.
XVIII amžiuje. prie Dmitrievskajos bažnyčios buvo kapinės (netoli dabartinės Malinovskio ir Karlo Markso gatvių sankryžos) trims Zalopano parapijoms – Dmitrijevskio, Blagoveščenskio ir Roždestvenskio. Šventykla savo, kaip kapinių bažnyčios, reikšmę išlaikė iki XIX amžiaus pradžios, kai į miestą buvo įtraukta Kholodnaja Gora vietovė, kur buvo atidarytos naujos kapinės su Visų Šventųjų bažnyčia (jos vietoje dabar yra nebaigtas statyti stadionas m. septintasis dešimtmetis).
1804 m. lapkričio 19 d. bažnyčia kartu su parapijos archyvu žuvo per gaisrą. Nedidelė Smolensko Dievo Motinos Hodegetrijos ikona, kuri, remiantis aprašymu, buvo šventykloje nuo pirmosios bažnyčios pastatymo 1689 m., liko nesugadinta ir vėliau buvo gerbiama kaip vietinė šventovė. Naujoji mūrinė šventykla, kurios statybos, vyskupo Kristoforo (Sulimos) palaiminimu, pradėtos statyti 1805 m. vasario 6 d., buvo suprojektuota architektų E. Vasiljevo ir P. Jaroslavskio tuo metu populiariu ampyro stiliumi su 2005 m. pusapvalis kupolas ir prie šventyklos pritvirtinta aukšta aštri varpinė. 1808 m. pašventinta vieno altoriaus bažnyčia buvo nedidelė, nes jai priskirta parapija tuo metu nesiskyrė gyventojų skaičiumi. Iš Osnovjanskajos bažnyčios buvo atvežtas senas ikonostasas, šventykla nuo gatvės buvo aptverta palisatu, o iš kitų pusių – vata.

Priešais šventyklą esančiuose savo motinos namuose gyveno rašytojas G. F. Kvitka-Osnovjanenko, kuri neva susituokė ir palaidojo šioje bažnyčioje.
Tik 1840-ųjų pradžioje, iškilus poreikiui bažnyčią plėsti, prie jos buvo pridėtos dvi koplyčios (Smolensko Dievo Motinos ikonos garbei, ypač gerbiamai parapijiečių ir šv. Sergijaus Radonežo garbei), kaip taip pat tuo metu nauja pseudobizantiško stiliaus varpinė, iš tolo ant minareto ir suteikianti vietovei „rytietišką“ skonį. Priestatai leido bažnyčioje apgyvendinti 800 žmonių. 1872 metais bažnyčios sklype pagal D. L. Tkačenkos projektą pastatytas dviejų aukštų mūrinis namas dvasininkams (dviem diakonams, psalmių skaitytuvui ir budėtojams). Tačiau parapijos gyventojų skaičius ir toliau augo. Nutiesus geležinkelį ir stotį, greta jų buvusios apleistos teritorijos gyvenvietę, buvęs Gončarovkos priemiestis tapo kone miesto centru. Dmitrijevskajos bažnyčia vėl pasirodė ankšta. Šventyklos rektorius (nuo 1877 m.) kun. Jonas Čiževskis, remiamas parapijiečių, ėmėsi jos tolesnio išplėtimo ir puošybos iniciatyvos, o 1885-1896 metais bažnyčia buvo kapitaliai rekonstruota pagal M. I. Lovcovo projektą. Buvo išplėsta centrinė nava, perstatyti šoniniai praėjimai ir varpinė. Šventykla, aktyviai įtraukta į vakarinės miesto dalies panoramą, darniai sujungė gotikinio, bizantiško ir senosios Ukrainos dekoro elementus. Vietoj ankstesnių 800 jame tilpo per 2100 maldininkų. Didžiuliai langai viduje išspaudė šviesos gausą. Šonuose pastatyta koplyčia ir parapijos mokyklos pastatas. Iš gatvės pusės palei tvorą buvo pasodinti krūmai, apsaugantys kiemą nuo gatvės dulkių. Tvoros viduje buvo aukšti medžiai ir vandens telkinys, kuris buvo pašventintas nustatytomis dienomis.
Šventykla rūpinosi šiaurėje esančia Aleksandro ligonine, už kurią tėvas Jonas 1894 m. gavo Charkovo miesto valdžios padėką. Nuo 1896 metų veikė parapinė brolija, kuri rūpinosi bažnyčios gerinimu, dvasininkų gerove, parapijiečių vaikų pradiniu ugdymu, labdara. 1898 m. parapijoje miesto vienklasių mokyklų pagrindu buvo atidaryta mergaičių mokykla, o 1899 m. – senelių ligoninė. Labdaros ir visuomeninės veiklos kun. Ioanas Chiževskis buvo apdovanotas daugybe apdovanojimų, įskaitant Anninskio žvaigždę.
Šventykla buvo uždaryta 1930 m. vasario mėn. ir perduota Avtodor klubui, vėliau DOSAAF draugijai. Dvasininkai ir aktyvūs parapijiečiai buvo represuoti, keli žmonės sušaudyti.
1935 m. buvusi bažnyčia buvo atstatyta konstruktyvistiniu stiliumi, sugriauti varpinės kupolai ir viršutinės pakopos, užtverta vidinė erdvė. Po karo pastate veikė kino teatras „Sportas“. Šoniniuose koridoriuose, padalintuose į du aukštus, buvo DOSAAF dirbtuvės, parduotuvės, kavinė „Vityaz“ ir gydytojo kabinetas. 1966 m. bažnyčios fasadas buvo išklotas keraminėmis plytelėmis, visiškai subjaurojusiomis pastato išvaizdą, o šventyklos paveikslai, kurie iki šiol buvo paslėpti tik po kalkių sluoksniu, buvo sunaikinti.

1992 metų lapkričio 8 dieną tebeveikiančiame kino teatre įvyko pirmosios Ukrainos autokefalinės ortodoksų bažnyčios pamaldos. Gruodžio 20 d. šventykloje apsilankė UAOC patriarchas Mstislavas (Skrypnik), kuris palaimino bendruomenės vadovo vienuolio Igorio (Charkovo universiteto docentas Jurijus Isichenko), vėliau šventyklos rektoriaus, hierodiakonus. vyskupijos vyskupas.

Po metų paslaugos tampa reguliarios. Vyksta laipsniškas patalpų perdavimas bažnyčios bendruomenei, kuris tęsėsi iki 1999 m. rugpjūčio 11 d. Tačiau buvusios koplyčios ir parapinės mokyklos pastatuose iki šiol yra įsikūrę prekybos centrai.
Šventykla yra UAOC Charkovo-Poltavos vyskupijos katedros bažnyčia, kuri šiuo metu veikia kaip atskira religinė organizacija. Jam vadovaujant buvo atidaryta teologijos seminarija („Patriarcho Mstislavo kolegija“), sekmadieninė vaikų mokykla, katechezės kursai, biblioteka, ambulatorinis centras. Buvęs parapijos vadovas Jurijus Doncovas parengė du šventyklos rekonstrukcijos projektus – minimalų, Charkovo architektūros ir urbanistikos tarybos patvirtintą 1996 m., ir sostinę ukrainietiško stiliaus. Tačiau nei parapijos ir viso UAOC(o) finansinė padėtis, nei pusiau avarinė pastato būklė neleidžia to įgyvendinti.