Для увековечивания памяти высокопреосвященного Дмитрия, архиепископа Херсонского и Одесского, Городская дума 20 февраля 1884 г. постановила: соорудить на городские средства церковь на Новом кладбище во имя св. Дмитрия, митрополита Ростовского, день которого православная церковь празднует 21 сентября. Этим же постановлением были выделенны на сооружение церкви 25 000 руб.
В июне 1885 г. комиссия по сооружению храма подписала контракт с подрядчиками инженерами Плановским и Гайновским на постройку храма по проекту архитектора Георгия Мелетьевича Дмитренко. Закладка храма и освящение состоялось 14 июля 1885 г. в присутствии преосвященного Никанора, епископа Херсонского и Одесского. В фундамент был положен "краеуголиный” камень, а преосвященный Никанор сделал по нему первый удар топором с ручкой черного дерева.
Здание церкви, выполненное в русском ярославском стиле, имело много интересных архитектурных решений. Строительство шло быстро и безостановочно, и уже 11 июня 1887 г. комиссия по строительству приняла оконченную постройку. Оставалось выполнить работы по установке иконостаса, устройству мраморного пола, золочению крестов, на что Городская дума выделила дополнительные средства. В общем, затраты города на постройку храма с внутренней отделкой, иконостасом, живописью и всей церковной утварью составили 45 000 руб.
К лету 1888 г. постройка была в целом закончена. Храм величественно возвышался над недавно открытым, в 1885 г., еще почти пустым, Новым кладбищем. Предпологалось освятить храм 12 (30 авг.) сентября, в день перенесения мощей св. Александра Невского, однако окончательная доделка убранства храма потребовала еще некоторого времени. Граждане Одессы никогда не были безучастными в деле благотворительности при постройке городских церквей. Известно множество случаев денежных и вещественных пожертвований на богоугодные дела. Так, «проживающий в Одессе отставной рядовой Николай Евсеев, чувствуя приближение смерти и не имея ни родных, ни знакомых, пожертвовал имеющиеся у него 300 руб., добытые тяжелым многолетним трудом, на украшение храма в память св. Дмитрия».
Накануне праздника дня святителя Дмитрия, митрополита Ростовского, 1 октября (30 сентября) 1888 г. состоялось освящение храма, сооруженного в память почившего архиепископа Херсонского и Одесского Дмитрия (Муретова). Торжественное освящение совершал преосвященный Никанор, архиепископ Херсонский и Одесский. 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.
Чудесный по красоте храм стал одним из красивейших в Одессе. Наружная отделка храма изящна и величава. Вместо мраморного сделан красивый мозаичный пол. Простая с виду внутренняя отделка церкви украшена «деревянным иконостасом бирюзового цвета», имеющим оригинальное решение. Шесть его икон представляют собой «изображение святых тех дней, которые почему-либо представлялись в жизни скончавшегося святителя выдающимся событием». На них изображены святые, празднование которых приходится: в день рождения архиепископа Дмитрия; день посвящения в монашество; день возведения в сан епископа; день кончины; и двухкратное назначение высокопреосвященного Дмитрия в Одессу. Идея эта служит прекрасным памятником почившему архиепископу. Под каждой иконой сделана соответствующая надпись. До сегодняшнего дня сохранились надписи лишь под тремя иконами.
История храма св. Дмитрия Ростовского интересна еще и тем, что он является единственным одесским православным храмом, который никогда не закрывался, даже в советские времена, благодаря ходатайству академика В.П. Филатова.
По материалам официального сайта Одесской епархии "Православная Одесса"
