El templo en el pueblo de Klyavlino fue construido en 1896 gracias a los esfuerzos de los feligreses y al apoyo del Comité Eparquial de Samara de la Sociedad Misionera, que también proporcionó fondos. Esta construcción fue parte del programa del obispo Guriy Buratasovsky, destinado a iluminar a los pueblos del Volga con la luz de la fe cristiana. La iglesia, diseñada para 500 personas, era de madera, se erguía sobre una base de piedra, estaba cubierta de hierro y era fría. Junto a ella había un campanario de madera. El altar era uno, dedicado al gran mártir Dimitri de Salónica, y su consagración fue realizada el 10 de abril de 1898 por el archipreste del 4º distrito del distrito de Buguruslan, el sacerdote de la aldea de Smolkovo I. M. Bogolyubov.

Hasta 1900, el templo funcionó como "iglesia-escuela". En su personal había un sacerdote y un salmista, para quienes se construyeron casas en 1899. También había una casa de guardia, una casa de prosfornia y una sauna para el clero. En 1912, la biblioteca parroquial contaba con 160 volúmenes. El problema de la parcelación de las tierras parroquiales era relevante en el período sinodal, y el ejemplo de la parroquia de Klyavlino lo ilustra bien. Las tierras asignadas por las comunidades rurales no siempre eran adecuadas para su uso. Así, en Klyavlino, la tierra de la iglesia se distribuyó en tres campos de 11 desiatinas cada uno, lo que resultó inconveniente. En 1914, el clero de la iglesia en su informe señalaba: "De 3, dos campos deben considerarse inconvenientes para el uso de cultivos, ya que, al estar en contacto con los pastizales de los campesinos, siempre están expuestos a daños".

En 1898, se abrió en Klyavlino una escuela parroquial mixta de un solo grado. En 1902, se estableció una escuela similar en la aldea de Petropavlovsk. Los edificios de las escuelas eran de madera, cubiertos de hierro. En 1912, ambas escuelas contaban con 62 niños y 25 niñas. En la parroquia había tres asentamientos. La población del pueblo de Klyavlino era mixta, predominando los chuvash y los mordvins, con solo 40 hogares rusos. Las aldeas de Petropavlovka y Aleksandrovka eran completamente rusas en composición étnica. Además de campesinos y clérigos, había 44 hogares de comerciantes en la parroquia.

En 1900, el sacerdote Gavriil Ivanovich Perepyolkin, originario de campesinos chuvash, fue nombrado sacerdote en Klyavlino. Desde 1883 hasta 1893, trabajó como misionero del distrito del 3er círculo del distrito de Bugulma a través del Comité Eparquial de Samara de la Sociedad Misionera, bautizando a 63 paganos. En 1884 y 1893, el padre Gavriil ocupó el cargo de observador de las escuelas parroquiales de ese mismo distrito. El 22 y 28 de agosto de 1899, participó en el congreso de figuras de la educación indígena en Samara, que reunió a sacerdotes y maestros de las eparquias del Volga. En su labor educativa, fue asistido por el salmista Feodot Petrov, también chuvash.

Después del cierre en la década de 1930, el templo permaneció vacío durante un tiempo. Durante la Gran Guerra Patria, fue remodelado en un hogar infantil para refugiados de Ucrania y Bielorrusia. Después de la guerra, el edificio se utilizó como club hasta 1987. Solo en 1990, el templo fue devuelto a los creyentes.