В конце ХVI столетия Углич оказался в центре политической борьбы за царский престол. 15 мая 1591 г. в кремлевском саду при загадочных обстоятельствах погиб царевич Димитрий – младший сын царя Ивана Грозного.
Церковь царевича Димитрия «на крови» является вторым по времени памятником на территории кремля. По преданию, она поставлена на месте гибели царевича. Через пятнадцать лет после тех трагических событий, т.е. в 1606 г., Димитрий был канонизирован. Тогда на месте его гибели была поставлена деревянная часовня, а в 1630 г. – деревянная шатровая церковь. Сооружение ныне существующего памятника началось, видимо, между 1681-1683 гг. Строительство велось на царские пожертвования, а с 1690 г. перешло под покровительство княгини Анны Васильевны Черкасской, родственницы царицы Марии Нагой. В 1692 г. каменный храм был закончен и освящен.
Стоящая на открытом кремлевском мысу, церковь словно вырастает своими ступенчатыми объемами из крутого берега. Красный цвет в сочетании с белыми деталями и синими, усеянными золотыми звездами главами создает яркий и звучный красочный аккорд. Церковь царевича Димитрия – характерный образец декоративного «узорочного» стиля второй половины ХVII века. Наиболее выразительным является южный фасад. Здесь все подчинено великолепной группе шести окон, расположенных в два яруса. Крупные обрамления, не связанные непосредственно с проемами, зрительно увеличивают небольшие окна. Наличники заполняют все поле стены, как бы прерывая горизонтальные и вертикальные членения. Форма наличников с колонками по сторонам и
килевидными завершениями, пучки полуколонок на углах напоминают детали московских церквей. Не строгая монументальность храма-памятника, а нарядное изящество постройки привлекало строителей здания. Этой задаче отвечал московский тип трехчастного посадского храма – «кораблем». Все части здания – колокольня с крыльцом, трапезная и собственно церковь – расположены на одной оси. Они сгруппированы на едином подклете. С западной стороны расположена небольшая по размеру шатровая колокольня. Далее следует пониженная трапезная, разделяющая вертикальные акценты. И, наконец, стройный объем храмовой части, увенчанный пятиглавием. С северной и западной сторон церкви первоначально была пристроена открытая паперть-гульбище. В 1861 г. вместо нее был устроен придел царевича Димитрия и ярославских чудотворцев Федора, Давида и Константина.