Après la fondation de l'usine de fer de Sime en 1762, les marchands Iakov Tverdychev et Ivan Miassnikov ont construit l'église de Saint Dimitri de Salonique. Elle a été érigée sur la place de l'église près de l'usine. Deux versions existent sur la raison pour laquelle le temple a reçu le nom de Dimitrievski. Selon la première, l'église a été consacrée le 8 novembre, jour de la mémoire du grand martyr Dimitri de Salonique. Selon l'autre version, Miassnikov était tourmenté par la nostalgie de Moscou, où sa maison se trouvait en face de l'église de Dimitri de Salonique. Cela a peut-être influencé le choix du nom pour le temple dans le sud de l'Oural.

Cependant, le temple n'a pas duré longtemps. En 1774, pendant la guerre des paysans dirigée par Emelian Pougatchev, un groupe de rebelles dirigé par Salavat Ioulaïev a pris Sime et a incendié l'usine, l'usine avec le barrage et l'église Dimitrievska.

La plupart des sources affirment que le temple était en bois avant d'être brûlé. Cependant, selon les notes de P. S. Pallas, qui a visité Sime en 1770, le bâtiment était déjà en pierre à l'époque : « Les cours appartenant aux ouvriers de l'usine se trouvent sur le côté gauche de la rivière Sime, en dessous du barrage, construits et divisés en rues régulières, au nombre de 160. Près des marteaux, un espace vide a été laissé, où se dresse une nouvelle église en pierre, une maison de maître en bois pas si mauvaise avec un jardin et le bureau de l'usine. » Cela est confirmé par les notes de voyage d'I. I. Lepekhine. Il est supposé qu'en 1759, une église en bois temporaire a été construite près de l'usine de Sime, et l'église en pierre a été construite plusieurs années plus tard. Selon cette version, l'église en bois est devenue une chapelle pour l'église en pierre, et les deux ont été brûlées par les Pougatchevistes.

Après l'incendie, l'église Dimitrievska a été restaurée. En 1821, la propriétaire de l'usine I. I. Beketova a alloué des fonds pour la rénovation du vieux temple. Dans une lettre à l'évêque, elle a demandé la permission de rénover l'ancienne église en pierre selon le nouveau plan de l'architecte Malyutin, approuvé par l'architecte provincial Shcherbakov, à l'exception du saint autel.

En 1872, le temple a été réconsacré après l'installation d'un nouvel iconostase et d'un autel. En 1902, grâce aux efforts du directeur du district minier de Sime, Alexeï Umov, une grande cloche a été installée dans le clocher.

L'église a été fermée en 1929, dépouillée de son clocher et de son dôme. Le bâtiment a été utilisé de différentes manières : d'abord comme dépôt, puis comme caserne de pompiers, plus tard comme entrepôt de produits. Pendant la Grande Guerre patriotique, il y avait une cantine d'usine ici.

À l'automne 1990, le bâtiment de l'église a été restitué aux croyants, et à Pâques 1991, le premier service a eu lieu dans le temple. L'entreprise OAO « Agrégat » a apporté une aide substantielle à la restauration. La reconstruction se poursuit, et les plans de la paroisse incluent la restauration complète de l'apparence pré-révolutionnaire du temple.

L'église de Saint Dimitri de Salonique à Sime est considérée comme la plus ancienne du district d'Achine et l'une des plus anciennes de la région de Tcheliabinsk, bien que le bâtiment ait subi des reconstructions. Elle est réalisée dans le style classique. Le projet de reconstruction dans les années 1820 a été élaboré par l'architecte E. I. Malyutin, mais les constructeurs se sont quelque peu éloignés de son idée. Avant la révolution, le temple avait un dôme sur un haut tambour et un clocher sous un flèche. Actuellement, le toit est orné d'un ensemble de petits dômes, et une peinture bleue décore le toit. À l'intérieur, le plafond est décoré de figures d'anges, découpées dans du contreplaqué et peintes à l'aquarelle dans les années 1990 par des paroissiens qui ont aidé à la restauration.

Le territoire autour du temple est entouré d'une clôture en fer forgé et est bien entretenu, surtout en été.