Η Ακρόπολη της Θεσσαλονίκης από την αρχαιότατη ίδρυση της αποτέλεσε το ισχυρότερο και ακροτελεύτιο έρεισμα της πόλεως. Ελάχιστα μέτρα βορειότερα της πύλης εξόδου από την Ακρόπολη, σε γειτνίαση με το κομβικό σημείο όπου το ενδιάμεσο τείχος της πόλης συναντά το δυτικό σκέλος του τείχους της Ακρόπολης και πλησίον του κραταιών πύργων με αυτοκρατορικές επιγραφές, σε σωστική ανασκαφή οικοπέδου στην οδό Στεργίου Πολυδώρου 5 αποκαλύφθηκε άγνωστος στην έρευνα ναός των παλαιολόγειων χρόνων, με πυκνό κοιμητήριο της ίδιας περιόδου.

Συγκεκριμένα, αποκαλύφθηκε το ήμισυ περίπου πολύπλευρης, υπολογιζόμενης ως πεντάπλευρης, κόγχης του ιερού Βήματος με δύο κατασκευαστικές φάσεις. Ο τοίχος της κόγχης, δομείται με λίθους και πλίνθους, πολλές από τις οποίες είναι ενσφράγιστες με σταυρούς, έχει αμελές πλινθοπερίκλειστο σύστημα δόμησης και συνδετικό υλικό το χώμα. Σε πολύ μικρή απόσταση από τον αγιογραφημένο τοίχο της κόγχης, αποκαλύφθηκε η ίδια η Αγία Τράπεζα. Ο βωμός είναι χτιστός, με μορφή συμπαγούς κύβου.

Από τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά της ανωδομής της κόγχης του Ιερού Βήματος, τον εικονογραφικό της διάκοσμο και τον κινητό της εξοπλισμό, η ανασκαφή ανέδειξε πολύτιμα στοιχεία. Μεταξύ του τοίχου της κόγχης και της Αγίας Τράπεζας, αποκαλύφθηκε ένσταυροχάλικινο σκεύος που αποτελούσε το εγκαίνιον της δεύτερης κατασκευαστικής φάσης .Πολλά σπαράγματα πολυτελών τοιχογραφιών προερχόμενα από τον χώρο του ιερού, βρέθηκαν μέσα στο στρώμα καταστροφής της κόγχης. Στα σπαράγματα περιλαμβάνονται και αρκετά που φέρουν επίστρωση φύλλου χρυσού.Από τα σπαράγματα αυτά, κατέστη δυνατόν να ανασυσταθεί εν μέρει η εικόνα της Θεοτόκου Πλατυτέρας, που αναμφίβολα κοσμούσε την ανώτερη ζώνη τοιχογράφησης της κόγχης.

Στον χώρο της ανασκαφής ερευνήθηκαν πενήντα επτά (57) ταφές σε επάλληλες στρώσεις .Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν δύο ταφές ιδιαίτερα μεγαλόσωμων ανδρών, των οποίων το ύψος εγγίζει τα δύο μέτρα και η ταφή γυναίκας επίτοκης, που στη θέση της λεκάνης βρέθηκαν οστάρια και κρανίο εμβρύου σε θέση τοκετού.

Με βάση την συνολική ανασκαφική εικόνα αλλά και την νομισματική μαρτυρία από κλειστά σύνολα των ταφών και του κτηρίου που περιλάμβαναν Λατινικές απομιμήσεις και κοπές Μιχαήλ Η΄ Παλαιολόγου (1261-1281) μπορεί να διατυπωθεί ότι κοιμητήριο και ο ναός με πολυγωνική κόγχη ιδρύθηκαν μετά τα μέσα του 13ου αι.

Η χρονολόγηση του ναού τον εντάσσει στην ταραγμένη εποχή της ιστορίας της Θεσσαλονίκης αμέσως μετά την Λατινική κατάκτηση. Η περίοδος χαρακτηρίζεται από τις δυναστικές έριδες, το ζηλωτικό κίνημα με βιαιότητες που εκτυλίχθηκαν εντός των τειχών της, την διαβίωση και την στέψη βασιλέων στην ίδια την πόλη έως την τελική υποταγή και υποτέλειά της στους Οθωμανούς.