Βρίσκεται στην οδό Θρασυβούλου 9 και Αλιμπέρτη.

Ανήκει στον τύπο της μονόκλιτης καμαροσκέπαστης βασιλικής, και στην πρώτη μορφή της τοποθετείται στον 12 αι. Λόγω των πολλών φθορών που είχε υποστεί στα χρόνια της Επανάστασης του 1821, μετά την Απελευθέρωση υπέστη και αυτή αρκετές αλλοιώσεις. Στην αρχαιότητα, στον χώρο υπήρχε Ιερό της θεάς Εστίας. Ως προς την ονομασία της, έχουν διατυπωθεί διάφορες γνώμες. Έχει γραφεί ότι έλαβε το όνομα από κάποια οικογένεια Καστριώτη, η επειδή γειτόνευε με το Κάστρο (την Ακρόπολη) ή, το πιθανότερο, λόγω της μεταφοράς, κατά την παράδοση, μετά το 1204 (Φραγκική κατάκτηση), της εικόνας της Παναγίας της Αθηνιώτισσας από τον Παρθενώνα σ’ αυτή. Ο Αθηναίος αρχαιολόγος Πιττάκης έχει γράψει ότι μπροστά στην εικόνα της Παναγίας, πριν από τα χρόνια της Επανάστασης, «εξεκαίετο εξαιρέτως άσβεστος λύχνος ακοίμητος (….) Ετιμάτο η εικών, και εν ανάγκαις βρεφών υπέρ αυτών εκεί ετελείτο μυσταγωγία». Τα μετεπαναστατικά χρόνια, μολονότι η εκκλησία ήταν χωρίς σκεπή, οι Χριστιανοί δεν έπαυαν, όσο μπορούσαν, ν΄ ανάβουν το καντήλι.

Σήμερα η εκκλησία πανηγυρίζει την ήμερα της Κοίμησης της Θεοτόκου (15 Αυγούστου), αλλά παλαιότερα στην Απόδοση της Κοίμησης (23 Αυγούστου), οπότε γινόταν και πάνδημη λιτάνευση της ιεράς εικόνος γύρω από τα τείχη.