Ο ναός του Αγ. Δημητρίου, στο μέσο περίπου της δυτικής πλευράς της νήσου του Αγ. Αχιλλείου, τοποθετείται στο 14ο αι., σύμφωνα με την εικονογράφησή του, στη θέση αρχαιότερου ναού. Τμήματα του ναού αυτού θα πρέπει να διατηρήθηκαν κατά την ανέγερση του νέου. Η έκταση των καταστροφών που έχει υποστεί δημιουργούν πολλές ασάφειες ως προς τη μορφή και την οικοδομική ιστορία του. Παρατηρούμε ότι το ιερό δημιουργεί αρμό με το βόρειο τοίχο και κατά συνέπεια ανήκουν σε διαφορετικές χρονικές περιόδους. Σε διαφορετική περίοδο ανήκει και ο βόρειος με το νότιο τοίχο και το νάρθηκα. Οι δύο τελευταίοι θα πρέπει να είναι σύγχρονοι. Πρόσωπο τοιχοποιίας ενσωματωμένο στην εξωτερική παρειά της κόγχης του ιερού δηλώνει προγενέστερη κατασκευή διαφορετικού περιγράμματος. Οι δύο διαφορετικών διαστάσεων πεσσοί βόρεια και νότια, μπροστά από την κόγχη του Ιερού, δημιουργούν επίσης ερωτηματικά. Από τις ανασκαφικές εργασίες που διεξήχθησαν κατά τη δεκαετία του 1960 δεν βρέθηκε η θέση των εισόδων στο ναό, ούτε η στάθμη των δαπέδων του, η οποία πιθανόν να ήταν χαμηλότερη στο νάρθηκα από τον κυρίως ναό.
Ζητούμενο των επεμβάσεων ήταν αφενός να γίνουν όλες οι απαραίτητες επεμβάσεις, ώστε να διασωθούν τα υπολείμματα του μνημείου που ήταν σε κατάσταση ετοιμορροπίας και αφετέρου να διατηρηθούν κατά το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες στο κέλυφος, στη διάθεση των ερευνητών.
Αρμολογήθηκαν προσεκτικά όλες οι τοιχοποιίες και ενισχύθηκαν με εμποτισμούς με λεπτόρρευστο υλικό. Ανακτίσθηκε τμήμα της κόγχης του ιερού, σύμφωνα με παλαιά φωτογραφία και σωζόμενα ίχνη παραθύρου επί της τοιχοποιίας, τμήμα του νότιου τοίχου για να αποκατασταθεί η ευστάθειά του και τμήμα του μεσότοιχου κυρίως ναού – νάρθηκα. Για την προστασία των απολήξεων των τοιχοποιιών από τα όμβρια, προστέθηκε μία σειρά λίθων (sacrifice layer). Καθώς η στάθμη των υφιστάμενων τμημάτων των τοιχοποιιών ήταν στο ύψος της θεμελίωσης και δεν βρέθηκαν στοιχεία για τη θέση και τις διαστάσεις τους, δεν σχηματίσθηκαν ανοίγματα. Εξωτερικά, περιμετρικά του ναού και εσωτερικά κατασκευάσθηκε αποστραγγιστικό δίκτυο για τη διευθέτηση των ομβρίων. Η στάθμη του δαπέδου διαμορφώθηκε με διαβαθμισμένο αμμοχάλικο, επιλογή αντιστρεπτή και διακριτή, καθώς δεν αντιστοιχεί σε στάθμες δαπέδων για τις οποίες δεν βρέθηκαν στοιχεία. Τέλος, για την προσπέλαση στον εσωτερικό χώρο και για την προστασία των τοιχοποιιών κατασκευάσθηκε ξύλινη γέφυρα.