Después de la fundación de la fábrica de hierro de Sime en 1762, los comerciantes Yakov Tverdyshev e Ivan Myasnikov construyeron la iglesia de San Dimitri de Salónica. Fue erigida en la plaza de la iglesia, junto a la fábrica. Existen dos versiones sobre por qué el templo recibió el nombre de Dmitrievsky. Según la primera, la iglesia fue consagrada el 8 de noviembre, en el día de la memoria del gran mártir Dimitri de Salónica. Según la otra versión, Myasnikov sufría de nostalgia por Moscú, donde su casa estaba frente a la iglesia de Dimitri de Salónica. Quizás esto influyó en la elección del nombre para el templo en los Urales del Sur.

Sin embargo, el templo no duró mucho tiempo. En 1774, durante la Guerra de los Campesinos liderada por Emelyan Pugachev, un grupo de rebeldes encabezado por Salavat Yulaev tomó Sime y quemó la fábrica, la planta con la presa y la iglesia de Dmitrievsky.

La mayoría de las fuentes afirman que el templo era de madera antes de ser incendiado. Sin embargo, según las notas de P. S. Pallas, quien visitó Sime en 1770, el edificio ya era de piedra en ese momento: "Los patios pertenecientes a los trabajadores de la fábrica se encuentran en el lado izquierdo del río Sime, debajo de la presa, construidos y divididos en calles rectas, hasta un número de 160. Cerca de los martillos hay un espacio vacío, donde se encuentra la recién construida iglesia de piedra, no una mala casa de madera del propietario con jardín y la oficina de la fábrica". Esto también lo confirman las notas de viaje de I. I. Lepekhina. Se sugiere que en 1759 se construyó una iglesia de madera temporal cerca de la fábrica de Sime, y la iglesia de piedra se construyó durante varios años. Según esta versión, la iglesia de madera se convirtió en una capilla de la iglesia de piedra, y ambas fueron quemadas por los pugachevistas.

Después de la quema, la iglesia de Dmitri fue restaurada. En 1821, la propietaria de la fábrica, I. I. Beketova, asignó fondos para renovar el antiguo templo. En una carta al obispo, solicitó permiso para remodelar la vieja iglesia de piedra según el nuevo plan del arquitecto Malyutin, aprobado por el arquitecto provincial Shcherbakov, con la excepción del altar santo.

En 1872, el templo fue reconsagrado después de la instalación de un nuevo iconostasio y altar. En 1902, gracias a los esfuerzos del administrador del distrito minero de Sime, Alexei Umov, se instaló una gran campana en el campanario.

La iglesia fue cerrada en 1929, despojándola de su campanario y cúpula. El edificio fue utilizado de diversas maneras: primero como depósito, luego como parte de bomberos, más tarde como almacén de productos. Durante la Gran Guerra Patriótica, aquí funcionó la cantina de la fábrica.

En otoño de 1990, el edificio de la iglesia fue devuelto a los fieles, y para la Pascua de 1991 se celebró el primer servicio en el templo. La empresa OAO "Agregat" brindó una ayuda significativa en la restauración. La reconstrucción continúa, y los planes de la parroquia son restaurar completamente la apariencia pre-revolucionaria del templo.

La iglesia de San Dimitri de Salónica en Sime se considera la más antigua en el distrito de Ashinsky y una de las más antiguas en la región de Cheliábinsk, aunque el edificio ha sido remodelado. Está realizada en estilo clasicista. El proyecto de remodelación en la década de 1820 fue desarrollado por el arquitecto E. I. Malyutin, pero los constructores se apartaron un poco de su idea. Hasta la revolución, el templo tenía una cúpula sobre un alto tambor y un campanario bajo una aguja. Ahora, en el techo hay un conjunto de pequeñas cúpulas, y una pintura azul adorna el techo. En el interior, el techo está decorado con figuras de ángeles, talladas en contrachapado y pintadas con acuarela en la década de 1990 por los feligreses que ayudaron en la restauración.

El área alrededor del templo está cercada con una valla forjada y bien cuidada, especialmente en verano.