Построен по проекту архитектора Ю. М. Дмитренко и освящен в 1888 г. архиепископом Никанором (Бровковичем). Храм построен для увековечения памяти знаменитого Одесского архиепископа – Димитрия (Муретова). В 1936 г. в храме служили два священномученика: митрополит Одесский Анатолий (Грисюк) и архимандрит Геннадий (Ребеза). Недалеко от храма покоится подвижник благочестия г. Одессы Иван Петрович Жуковский.