Церковь Дмитрия Солунского построена из кирпича, оштукатурена и побелена. В XIX веке к ней был пристроен восточный портик, а на рубеже XIX-XX веков у южного бокового входа появилось крыльцо с навесом. В XX веке были изменены формы глав. Это своеобразный памятник позднего провинциального барокко с элементами классицизма. В объемной композиции здания выделяются высокий трехсветный четверик с пятью глухими главами и трехъярусная колокольня под каменным шатром с восемью гранями. Основной четверик немного шире трапезной и алтаря, что делает его более массивным. Продольная симметрия традиционного плана нарушается разновеликими полукружиями двухапсидного алтаря, но этот диссонанс сглаживается поздним двухколонным портиком, установленным на стыке апсид. Фасады четверика между окнами второго и третьего света разделены тонкой тягой и уступом стены на два различных яруса, что указывает на изменения первоначального замысла при строительстве храма. Обрамления северного и южного входов выполнены в барочном стиле, с двойными выкружками по вертикали на верхних углах и парным киотом над лучковой перемычкой. Углы двусветной нижней части четверика скруглены и ограничены лопатками. Нижние окна имеют лучковые перемычки, а окна второго света, круглые. Обрамления арочных верхних окон уже близки раннему классицизму. Венчающий карниз четверика по рисунку совпадает с карнизом трапезной и нижнего яруса колокольни. Ярусы колокольни различаются по архитектуре, где важную роль играют элементы классицизма. Грани среднего четверика завершены фронтонами, а широкие устои арок расчленены тонкими вертикальными тягами. Стены верхнего четверика со срезанными углами прорезаны высокими арками, покрытыми узким ленточным рустом, который огибает грани и ребра без вертикальных перебивок. Пропорции граней, размещение и оформление слухов шатра лишь отдаленно напоминают верхи древнерусских колоколен. Внутри центральная часть перекрыта сомкнутым сводом, трапезная, коробовым с лотком на западном торце и распалубками над проемами, нижний ярус колокольни, восьмилотковым сводом, апсиды, коробовым, переходящим в конху. Трехъярусный пятичиновый иконостас в девять осей, выполненный в XIX веке в стиле классицизма, необычен по композиции. Его центральная ось смещена к северу из-за асимметричного расположения апсид, а плоскость имеет легкие завороты на боковые стены. Первый, самый высокий, ярус украшен четырехколонным портиком с фронтоном, между средними колоннами которого помещены царские врата XIX века. Над ним расположен еще один четырехколонный портик меньшего размера и без фронтона, в третьем ярусе по сторонам визуальной оси находятся два двухколонных портика с фронтонами, а выше между ними установлено "Распятие". Иконостас декорирован элементами классицистической резьбы, розетками и модульонами в карнизах, коринфскими капителями колонн, волютами по сторонам верхнего яруса, обрамлением "Распятия" и резной композицией над царскими вратами. Иконы относятся к XIX-XX векам. Роспись маслом XIX века сохранилась на своде и стенах храма, включая сюжетные сцены, изображения фигур и орнамент. Сильно пострадавшая клеевая стенопись на уровне окон третьего света и в своде датируется XIX веком. В трапезной масляная живопись 1860-х годов на своде изображает Саваофа, в распалубках, херувимов, на арке прохода в храм, святых. В нижнем ярусе колокольни находится деревянное рельефное "Распятие" XIX века, по сторонам которого расположены плоскостная фигура Богородицы и скульптурное изображение Иоанна Богослова. В окнах сохранились решетки с ромбовидным рисунком.