Храм возведен в 1381-1382 гг., на месте обветшавшего деревянного 1195 г., в честь победы русских войск на Куликовом поле. В 1462 г. храм перестроили, верхние части его стен богато украсили кирпичным орнаментом. В 1691 г. рядом с храмом была выстроена отдельно стоящая каменная колокольня.
К XIX в. в храме существовали четыре престола: два в «холодной» части (в честь Святого Славного Великомученика Димитрия и во имя Святых Благоверных князей Бориса и Глеба), два придела в «теплой» части (в честь Усекновения честныя Главы Святого Пророка Иоанна Предтечи и во имя Преподобного Нила Столбенского).
После революции 1917 г. храм был закрыт. В 1946-1949 гг. и в 1960-х гг. проводились реставрационные работы. В 2012 г. храм был возвращен Русской Православной Церкви.
Информация из Единого государственного реестра объектов культурного наследия:
Наименование объекта: «Церковь Дмитрия Солунского»
Регистрационный номер: 531510269740006