Църквата “Св. Димитър” е разположена в източното подножие на крепостта Трапезица. Историческите сведения я свързват с обявяването на въстанието на братята Асен и Петър, довело до възстановяването на българската държава през 1186 г.
Въз основа на плановоконструктивните си особености черквата се отнася към т. нар. група църкви със “стегнат кръст”. Куполът се носи от изток и запад от полуцилиндричните сводове. Притворът е едноделен. От южната и северната страна са пристроени галерии.
Фасадите на храма са украсени с характерните за късносредновековната епоха псевдоконструкнивни аркирани ниши. Техните архиволти са опасани с разноцветни керамични панички и розети покрити с глазура. Тимпаните са запълнени с украса от вдълбани в мазилката ромбове и правоъгълници, оцветени червено, черно и бяло. Паметникът е изпълнен със т. нар. смесен градеж, при който редуването на каменни и тухлени редове придава подчертано живописен вид на сградата.
В олтарната част на храма са запазени останки от две стенописни слоя. По-ранният като дата се отнася към столичния период на Търновград. Локализиран е в олтарната част на храма. От първия регистър в олтарната конха са запазени изображенията на шестима църковни отци автори на литургични текстове участващи в сцената “Поклонение на жертвата” (Мелисмос). Със сигурност е идентифициран образът на св. Кирил Александрийски. Във втория регистър е изобразена процесия на ангели-дякони с рипиди в ръце, които са част от сцената “Божествена литургия”.
Вторият живописен пласт датира от края на XVI – началото на XVII в. Към него принадлежи сцената “Пиета” изписана в протезисната ниша и бюст на епископ над нея.
При археологическите проучвания в пространството около църквата са разкрити части от манастира около нея, останки от друг християнски храм и голям некропол.