Церковь царевича Димитрия «на крови» - несомненно, самый известный храм Углича, воздвигнута на месте трагической гибели малолетнего сына Ивана Грозного царевича Димитрия.
Сразу после гибели царевича на этом месте поставили небольшую часовню. Но она простояла недолго, лишь до разорения города поляками в 1611 году. Затем в 1630 году вместо нее появился деревянный шатровый храм Царевича Димитрия и при нем теплая (зимняя) церковь Михаила Архангела. В храме была гробница, под которой сохранялось то самое место, где пролилась кровь Димитрия. И она, как повествуют легенды, выступала из песка каждый раз в годовщину смерти. Это чудо, но в неурочное время смог наблюдать царь Алексей Михайлович, в 1654 году побывавший в Угличе. Он, пораженный увиденным, пожертвовал крест на храмовую икону.
В 1692 году на месте деревянного построили новый каменный храм, в котором нижний этаж был церковью Михаила Архангела, а верхний - царевича Димитрия. Его оформили в ярком московском стиле той поры.
В трапезной церкви сохранилась кованая дверь (XVII в.) из «дощатого железа», пол, застланный в XVIII в. чугунными плитами. Интерьер расписан в 1778 г. мастером Петром Хлебниковым на темы библейских сказаний «О сотворении мира» и «Грехопадении Адама и Евы и изгнание их из рая».
Западную стену храмовой части занимает большая композиция на тему «угличских событий» 15 мая 1591 г. Здесь же представлены реликвии, связанные с гибелью царевича Димитрия: слюдяной фонарь, носилы и рака, в которых в 1606 г. мощи царевича переносились из Углича в Москву. В иконостасе, установленном в 1867 г., древняя икона Богоматери Смоленской – вклад царя Михаила Федоровича в первую деревянную церковь в 1630 г. Редкая подписная икона «Спас Вседержитель» выполнена в Оружейной палате 1696 г.
Самым ярким экспонатом церкви можно назвать угличский ссыльный колокол- участник трагических событий 15 мая 1591 года, возвестивший о гибели царевича. Его, всполошившего своим звоном всех горожан и призвавшего их к бунту против людей Бориса Годунова, сбросили с колокольни, как человека, лишили крестного знамения, вырвали язык, отрубили одно ухо, били 12 раз плетьми и сослали в Тобольск. Неоднократно угличане пытались вернуть набатный колокол на родину. Это удалось сделать лишь в конце XIX века. 20 мая (3 июня) 1892 года пароход с набатным колоколом причалил к пристани напротив Спасо – Преображенского собора. Горожане приветствовали его криками «Ура!». Надпись на колоколе гласит: «В сей колокол били в набат при убиении благоверного царевича Дмитрия. В 1593 году прислан из города Углича в ссылку в град Тобольск, в церкви Спаса, что на торгу, а потом на Софийской колокольне был часобитным».
В настоящее время в церкви царевича Димитрия "на крови" располагается один из отделов Угличского государственного историко-архитектурного и художественного музея.