Der Bau der Kirche stammt aus der Zeit von Don, dem Gründer des Klosters. Im Jahr 1752 wandte sich der Abt des Dimitrievsky Klosters, Feodorit, zusammen mit der Bruderschaft und den Vorstehern der Lehnsgemeinden mit der Bitte um Erlaubnis an die Behörden, die baufällige Holzkirche des heiligen Märtyrers Dimitrius an derselben Stelle unter Verwendung des alten Holzes umzubauen. Am 18. Mai desselben Jahres wurde ein Erlass im Namen des Kathedralprotopopes Nikita vom Geistlichen Büro erlassen.

Im Oktober 1763 wird die Dimitrievskaya Kirche im Verzeichnis des Dimitrievsky Klosters bereits als steinerne Kirche aufgeführt. Es wird ein Ikonostase mit geschnitzten Königstüren und vergoldeten Gesimsen erwähnt, sowie ein antikes Bild des heiligen Märtyrers Dimitrius mit silberner und vergoldeter Umrandung.

Im Jahr 1829 wurde die Kirche renoviert und am 12. November geweiht. Der Ikonostase hat nun drei Ebenen. Im Jahr 1847 wurde auf dem Kirchenbild des heiligen Dimitrius eine silberne Umrandung mit einem Gewicht von 12 Pfund angebracht, und im Jahr 1854 wurden die Wände der Kirche mit Malerei geschmückt.

Um 1920 wurde die Kirche geschlossen und vom Kolchos „Rote Neuheit“ als Lager für Getreide und Gemüse genutzt. Später wurde sie zusammen mit dem Kloster zurückgegeben. Die Kirche des heiligen Märtyrers Dimitrius wurde am 21. Oktober 1995 von Erzbischof Simon von Rjasan und Kasimow erneut geweiht. In den Jahren 2013-2015 wurde die Kirche bemalt, und im Dezember 2015 wurde ein neuer Ikonostase installiert.