Церковь расположена на окраине Чулковской слободы, близ реки Тулицы, на Чулковском кладбище. Кладбище отведено в 1790 г. по прошению священноцерковнослужителей чулковской Христо-Рождественской церкви. Кладбищенская церковь во имя великомученика Димитрия Солунского освящена в 1801 г. Храм строился во имя Сошествия Святого Духа, но когда церковь была отстроена, её освятили во имя великомученика Димитрия Солунского. Причиной переименования храма послужило то обстоятельство, что местные жители в день Святого Духа устраивали шумное народное гуляние («тюльпа»), и тульский преосвященный Мефодий, желая отделить церковный праздник от языческого празднования, распорядился престольный праздник перенести на более позднее время.
По своему архитектурному плану церковь принадлежит к обычному в Туле трапезному виду. Трапезная и примыкающая к ней с запада колокольня всецело классического стиля, построены несколько позднее — в 20-е годы XIX в. В 1828 г. в храме устроено два придела: во имя Рождества Иоанна Предтечи и Святых Апостолов Петра и Павла. До 1808 г. самостоятельного причта при храме не было и богослужения отправляли священники церкви Рождества Христова в Чулкове. Площадь храма с алтарями и подсобными помещениями всего 303 м². При церкви была церковно-приходская школа.
Из книги Р.Р. Лозинского «Страницы минувшего»
Димитриевская в Чулковой слободе. Приход этой церкви занимает положение на окраине Чулковой слободы, близ речки Тулицы. Местность прихода вследствие низменной сырой почвы и окружающих его топких болот с стоячею водою не может назваться благоприятною в гигиеническом отношении. Приход этот образовался в 1866 г. чрез отделение для Дмитриевской церкви, бывшей безприходною, части Чулковой слободы. Всех жителей в приходе числится 484 м. п. и 508 ж. п. постоянных обывателей, и квартирантов м. п. 158 и ж. 170; между ними есть в небольшом количестве раскольники, принадлежащие к поморской секте.
Существующий в приходе каменный храм во имя великмч. Димитрия Солунскаго построен в 1705–1801 г. и первоначально назначался бесприходным кладбищенским храмом. Храм строился во имя Сошествия Св. Духа. Когда церковь была отстроена, преосв. тульский Мефодий узнал, что в праздник сошествия Св. Духа около того места бывает большое народное гулянье, так называемая „тюльна“, и вследствие этого, как говорит предание, переименовал эту церковь во имя вмчк. Димитрия. В 1828 г. на сборныя деньги в храме устроены два придела во имя Рождества Иоанна Предтечи и свв. ап. Петра и Павла. В 1864 г. придельные иконостасы за ветхостью перестроены, а в 1888 г. возобновлен иконостас и в настоящей церкви на средства ц. старосты Воронцова. В пользу храма получаются % с 150 руб.
Причт состоит из священника, дьякона и псаломщика. В пользу его получаются % с 1152 руб.П.И. Малицкий «Приходы и церкви Тульской епархии». Тула, 1895 г., стр. 20
