В XVI веке на месте современного посёлка Вача существовало поселение, где в 1588 году была отмечена деревянная церковь святого великомученика Димитрия Солунского. В «Дозорной книге по Муромскому уезду» того времени описывается небольшая церковь с серым деревянным чешуйчатым куполом.
В конце XVIII века в Ваче функционировали две деревянные церкви. В 1805 году началось строительство каменного храма во имя святого великомученика Димитрия Солунского, а также трапезной, освящённой в 1812 году, и главного храма, освящённого в 1825 году. Архитектурно храм был трёхпрестольным: главный престол был посвящён святому Димитрию Солунскому, а два придела — во имя Николая Чудотворца и святителя Тихона Амафунтского. Внутреннее убранство храма было богато и разнообразно.
В начале XX века церковь продолжала играть важную роль в жизни местного населения. По данным церковных метрических книг, в 1886 году в храме служили священники Николай Магницкий и Дмитрий Поспелов, дьякон Иван Лебедев, а также псаломщики Алексей Побединский, Фёдор Успенский, Константин Остроумов и Яков Лекторский. Приход состоял из села Вачи и нескольких окрестных деревень, насчитывая в общей сложности 505 дворов и 3 336 прихожан.
Однако в 1930-е годы, в период советских репрессий против религиозных учреждений, храм был закрыт. В 1938 году здание церкви было разрушено, а внутреннее убранство разграблено. От храма осталась только колокольня, которая была снесена в 1967 году. На месте бывшего храма был построен Дом культуры имени А.И. Солдатова, а также установлен памятник погибшим воинам Великой Отечественной войны.
В 2004 году местные верующие обратились к администрации с предложением обустроить место для проведения богослужений. Было выделено здание по улице Советской, ранее принадлежавшее семье Кондратовых. После капитального ремонта и переоборудования, 29 июня 2006 года, храм был освящён, а 8 ноября 2006 года состоялась первая служба, проведённая священником Кулебакского благочиния Иваном Клюшиным. Алтарь храма был расписан художником Владимиром Кузнецовым.
