La construction de l'église remonte à l'époque de Don, le fondateur du monastère. En 1752, l'igoumène du monastère de Dimitriev, Théodorite, avec la communauté et les anciens des villages de la propriété, a demandé la permission de reconstruire l'ancienne église en bois du saint grand martyr Dimitri au même endroit, en utilisant le vieux bois. Le 18 mai de la même année, un décret a été délivré par le Bureau spirituel au nom du protopope de la cathédrale, Nikita.

En octobre 1763, dans l'inventaire du monastère de Dimitriev, l'église de Dimitri est déjà mentionnée comme étant en pierre. On y mentionne un iconostase avec des portes royales sculptées et des corniches dorées, ainsi qu'une ancienne image du saint grand martyr Dimitri avec un cadre en argent et doré.

En 1829, l'église a été rénovée et consacrée le 12 novembre. L'iconostase a maintenant trois niveaux. En 1847, un cadre en argent pesant 12 livres a été installé sur l'icône du saint Dimitri, et en 1854, les murs de l'église ont été ornés de peintures.

Vers 1920, l'église a été fermée et utilisée par le kolkhoze « Nouvelle Rouge » comme entrepôt pour les grains et les légumes. Plus tard, elle a été restituée avec le monastère. L'église du saint grand martyr Dimitri a été à nouveau consacrée le 21 octobre 1995 par l'archevêque de Riazan et de Kasimov, Simon. De 2013 à 2015, des fresques ont été réalisées dans l'église, et en décembre 2015, un nouvel iconostase y a été installé.