Το κτίριο του Γ.Ν.Θ. «Ο ΑΓΙΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ» ανήκει στα νεότερα μνημεία της Θεσσαλονίκης. Βρίσκεται στο Β.Α. τμήμα της πόλης και στα αρχεία του Νοσοκομείου και του Δήμου δεν υπάρχουν στοιχεία που ν΄ αναφέρουν την ακριβή ημερομηνία ανέγερσής του.
Αρχικά τις εγκαταστάσεις του Νοσοκομείου περιτριγύριζε ένα οικόπεδο 54.043 τ.μ. με την έκταση του Λυσσιατρείου και έφερε το όνομα GUREBA HASTAHANESI (Νοσοκομείο Απόρων Ξένων) ή HAMIDIYE αργότερα BALEDIYE.
Mετά το 1912 ονομάστηκε Δημοτικό Νοσοκομείο, αφού περιήλθε στο Δήμο Θεσσαλονίκης από τον αντίστοιχο Τούρκικο και καταγράφηκε στα Δημοτικά κτηματολόγια σαν ιδιοκτησία του (λόγω χρησικτησίας) στις 8-7-1944.
Το 1971 το Δημοτικό Συμβούλιο με απόφασή του το παραχώρησε κατά πλήρη κυριότητα στο Ελληνικό Δημόσιο και μετενομάσθη σε Γ.Ν.Θ. «Ο ΑΓΙΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ» , μ΄ έναν περιβάλλοντα χώρο έκτασης 31.600 τ.μ. προκειμένου να κτισθεί μια νέα νοσοκομειακή μονάδα.
Μετά την αλλαγή της Νομικής Μορφής του Νοσοκομείου, δηλ. κατά την υπαγωγή του στις διατάξεις του Ν.Δ. 2592/53, αναμορφώθηκε ο Οργανισμός Διοίκησης και λειτουργίας του το έτος 1975 και αναμορφώθηκε εκ νέου το 1986 με την αριθ. Α3β/οικ. 16139/1986 απόφαση του Υπουργείου Υγείας, Πρόνοιας και Κοινωνικών Ασφαλίσεων (ΦΕΚ 819/85 τ.Β΄) που ισχύει μέχρι σήμερα.Μαζί με το Νοσοκομείο «Χιρς» αποτελούσαν στην αρχή του αιώνα τα μεγαλύτερα νοσοκομεία της πόλης.
Το Νοσοκομείο είναι διώροφο επίμηκες κτίριο, με τέσσερις πτέρυγες στα τέσσερα άκρα του. Η οργάνωση τόσο των όψεων όσο και της κάτοψης διέπεται από απόλυτη συμμετρία. Οι αυθεντικές αρχές είναι κλασικιστικές, ενώ χρησιμοποιούνται στοιχεια από τον Κλασικισμό και την Αναγέννηση.
Στην περιγραφή του ο κ.Ν.Κυριαζίδης αναφέρει ότι το 1916 «περιλαμβάνει 200 κλίνες, ένα χειρουργείον και μικρόν μικροβιολογικόν εργαστήριον. Στερείται όμως απολυμαντικού κλιβάνου».
Ο αρχιτέκτονάς του δεν είναι γνωστός, πιθανολογείται όμως, λόγω της μεγάλης ομοιότητας με τα μορφολογικά στοιχεία του Γ΄ Σώματος Στρατού, ότι είναι ο ίδιος ο V.POSELLI.Η συνεχής λειτουργία του Νοσοκομείου και οι αυξανόμενες ανάγκες δεν μπορούσαν να καλυφθούν από τις υπάρχουσες παλιές εγκαταστάσεις και δημιουργήθηκαν ποικίλα προβλήματα που αντιμετωπίστηκαν με την ανοικοδόμηση νέων τμημάτων ανάμεσα σε τέσσερις πτέρυγες.
Στα μέσα του 1984 το κεντρικό κτίριο του Νοσοκομείου μαζί με τον περιβάλλοντα χώρο χαρακτηρίστηκε από το αρμόδιο Υπουργείο παραδοσιακό και διατηρητέο σαν έργο τέχνης.
