Русская деревня Тепловка, известная также как Пыркино, была основана в конце XVIII века у речки Тёплый Ключ. Через неё проходила дорога из Саратова в Кузнецк. К середине XIX века в деревне насчитывалось 242 двора, где проживали 1192 мужчины и 1197 женщин. В Тепловке работали три мельницы, овчарня и православный храм, посвящённый святому Великомученику Дмитрию Солунскому, из-за чего село часто называли Дмитриевским. В составе Саратовского уезда Саратовской губернии Тепловка была центром одноимённой волости с одним сельским обществом. Первая начальная школа открылась в 1872 году. В 1895 году местный помещик Воронцов-Дашков построил новую деревянную церковь с колокольней, заменив старую.

В состав церковного причта входили священник, дьякон и псаломщик. По царскому указу 1903 года в Тепловке был создан рыбопитомник для разведения форели для царского стола. В революционные годы 1902 и 1906 Тепловка была одним из самых неспокойных сёл губернии. По переписи 1911 года в деревне проживало 3043 человека.

После советского периода религиозная жизнь в Тепловке возродилась. В небольшом каменном доме у главной дороги был оборудован новый храм во имя Дмитрия Солунского, третий в истории села. Антиминс освятили 8 августа 2006 года. На здании установлен купол, а территория вокруг храма благоустроена.