В последние годы XVIII столетия, когда монастырский комплекс был отстроен заново, в северо-восточной части монастыря возводится новый собор − храм Димитрия Ростовского, самое грандиозное и величественное строение монастырского ансамбля.

Идея создания в Яковлевском монастыре Димитриевского храма становится актуальной сразу же, после канонизации святителя. В конце 1770-х годов, когда в монастыре строилась южная стена ограды, архимандрит Амфилохий направил в Синод просьбу о разрешении возведения храма в честь св. Димитрия Ростовского над южными вратами, обращенными к озеру. Однако, Синод строительство надвратного Димитриевского храма запретил, вероятно, посчитав выбранное для него место недостаточно подходящим. Синодальное дозволение устроить в Яковлевском монастыре каменную церковь св. Димитрия последовало лишь в 1794 г., и на протяжении последующих пяти лет он был сооружен.
Сооружение храма финансировал граф Николай Петрович Шереметьев, затративший 55 тысяч рублей на его строительство и 10 тысяч − на убранство. Память жертвователя чтили в обители − для поминовения рода Шереметевых в Димитриевском храме ежедневно совершалась ранняя литургия.

27 октября 1801 г., в день памяти святителя Димитрия, основанный в его честь храм был освящен ярославским архиепископом Павлом. В 1804 г. в трапезе этого храма устраиваются два придела: правый был посвящен св. Николаю, небесному патрону Николая Шереметева, левый − освящен в честь великомученика Димитрия Солунского, тезоименитого святого ростовского святителя Димитрия.

Явившийся одним из лучших образцов русского провинциального классицизма, огромный и величественный собор Димитрия Ростовского в Яковлевском монастыре стал достойным памятником новому российскому чудотворцу.