Construcția bisericii a început în anul 1880, din mijloace proprii și pe un teren (de-a lungul drumului spre Băcioi) care aparținea clericului Petru Donici.
Inițial, se planifica ca lăcașul să poarte numele Sfinților Apostoli Petru și Pavel.
Toate lucrările de construcție au fost finalizate în anul 1902, cu participarea financiară a negustorului Dmitri Ciolacu, iar biserica a fost sfințită în 1903 în numele Sfântului Mare Mucenic Dimitrie din Tesalonic.
În apropiere se afla o școală bisericească, unde învățau gramatică 41 de băieți și 11 fete.
În anul 1942, întregul complex era alcătuit din clădirea bisericii, două clădiri în curtea acesteia și un cimitir.
În 1963, biserica a fost închisă, iar cupola și clopotnița au fost demolate.
În clădire au funcționat ateliere, un club al muncitorilor, iar mai târziu — și un ansamblu muzical.
În 1990, bisericii i-a fost restituită o parte din teritoriu, iar aceasta și-a reluat activitatea.
Adresă: Chișinău, bd. Traian, 3/1