Такая ситуация встречается достаточно часто. Причин может быть несколько:
1). Первоначально была возведена маленькая церковь, которая при расширении здания превратилась в придел новопостроенной. Название же перешло на весь комплекс. Пример - Никола на Мясницкой.
Это огромное здание, на самом деле, церковь Сошествия Св. Духа. Слева от колокольни заметен крест - там как раз и находится Никольский придел: http://www.temples.ru/card.php?ID=2411
2). Наименование по приделу и вне зависимости от истории строительства, если тот был посвящен, например, особо чтимому в данной местности святому.
3). Сохранение названия прежде упразднённого престола. Пример - церковь Кира и Иоанна на Солянке: http://www.temples.ru/card.php?ID=1891 Как частный случай, освящение храма после советского периода с новым именем.
4). Наименование по чтимой иконе, хотя и в отсутствие соответствующего престола.
5). Смешивание близких имён святых, как то Косма и Дамиан (почитаются Аравийские, Ассийские и Римские).
6). Наименование по планировавшемуся к постройке главному престолу, что не было выполнено.
Убедительный пример привести затрудняюсь, но поглядите вот сюда: