Церковь Дмитрия Солунского является примером провинциального ампира. Ее объемно-пространственное решение состоит из трех частей и носит традиционный характер. К основному кубическому объему примыкают два прямоугольных: алтарная часть с востока и трапезная с запада. Вход в храм расположен на западном фасаде трапезной и оформлен тосканским портиком с четырьмя колоннами и треугольным фронтоном. Основной двухцветный четверик демонстрирует характерные для позднего классицизма элементы на северном и южном фасадах. Между тремя равными прямоугольными окнами нижнего уровня расположены пилястры дорического ордера. Центральное окно украшено сандриком в виде полки, а над боковыми окнами находятся продолговатые филенки. Над антаблементом пилястр расположено большое полукруглое окно верхнего уровня, оформленное рустованной аркой, по бокам которой размещены крупные круглые ниши. Стены алтарной части и трапезной прорезаны высокими полуциркульными окнами и также рустованы.