Православный храм возведён в 1925 году усилиями местной греческой общины. В связи с отъездом большого числа прихожан из Египта богослужения в нём совершались только несколько раз в год[2].
В 1999 году греческий Александрийский Патриархат передал церковь Димитрия Солунского в безвозмездную аренду Московскому Патриархату сроком на 30 лет[2][3]. Предоставленный храм нуждался в значительном ремонте. Большую помощь в этом оказал руководитель египетского представительства крупнейшей в США строительной компании «Bechtel» Г. А. Денисенко[4]. Церемония открытия отреставрированного храма состоялась 10 ноября 2000 года в присутствии дипломатического корпуса и делегации Русской православной церкви[4][5]. Чин освящения церкви провёл Патриарх Александрийский Пётр VII[4].
В ответ на признание Патриархом Александрийским и всей Африки Феодором IIавтокефалииПравославной церкви УкраиныСвященный синод Русской православной церкви на своём заседании 26 декабря 2019 года счёл невозможным молитвенное и евхаристическое общение с ним, утвердил решение приостановить деятельность Александрийского подворья в Москве, а также постановил упразднить Представительство Патриарха Московского и всея Руси при Патриархе Александрийском, преобразовав его в приход Русской православной церкви в Каире[6]. В свою очередь Александрийский патриархат лишил русскую православную общину храма Димитрия Солунского. 27 декабря 2019 года священник Московского Патриархата совершил в нём последнюю божественную литургию для прихожан РПЦ[7].