A Dmitrij-székesegyház III. Vszevolod vlagyimiri fejedelem uralkodása idején (1194-1197) és megbízásából épült, thesszaloniki Szent Demeternekszentelték.

Az 1185. évi tűzvész után, mely szinte az egész (fából épült) várost elpusztította, a fejedelem egy kiemelkedő ponton építtette fel palotáját. A Dmitrij-székesegyház eredetileg a fejedelmi udvar része volt, udvari templomként is szolgált. Galérián és két sarki tornyon keresztül kapcsolódott a palotához. A palota régen elpusztult, a két lépcsőtornyot a 19. századi felúlítás során elbontották, a templom azóta elszigetelten áll.

A központi elrendezésű, egy kupolás, négy pilléres, három hajós épület a vlagyimir-szuzdali építészet egyik legszebb alkotása. Jóval kisebb és körülbelül fele akkora területű, mint az Istenanya elszenderedése-székesegyház; nem annyira méltóságteljes, de könnyedebb, elegánsabb.

A fehér faragott kővekből emelt székesegyház elsősorban a külső falait borító domborműveiről híres. Az épület három oldalán párkányzat fut körbe, és a három oldalon több száz kis lapos dombormű díszíti, valósággal elborítja a falak sík felületeit, sőt még a kupoladobot és az oszlopvégződéseket is. A népi ihletésű, növényeket, sárkányokat, madár- és állatfigurákat, bibliai személyeket ábrázoló plasztikák között feltűnik az építtető fejedelem, III. Vszevolod alakja is. Ezek a kőfaragások egy átmeneti kor hangulatát idézik, amikor a végleg gyökeret vert kereszténység mellett még hatottak a pogány kor emlékei is. A domborműveknek csak egy töredéke eredeti, a többi faragvány részben vagy teljes egészében restaurátorok alkotása.