Rimokatolička crkva Svetog Dimitrija u Sremskoj Mitrovici, poznata kao Katolička crkva, katedralni je hram Sremske biskupije i posvećena je zaštitniku grada, Svetom Dimitriju. Uz župni dvor, proglašena je spomenikom kulture od velikog značaja.

Hrišćanski život na području grada u okviru Rimokatoličke Crkve je zaživeo 1229. godine kada papa Grgur IX obnavlja Sremsku biskupiju, a u Sremskoj Mitrovici je osnovan benediktinski manastir sv. Ireneja Sremskog. Crkva je sagrađena 1811. godine. Dobila je status konkatedrale 1984. i bazilike minor 1991. godine. Sremska biskupija od 2008. godine deluje kao zasebna biskupija, podređena Đakovačko-osječkoj nadbiskupiji, pokrivajući središnji i istočni Srem u Srbiji.