Согласно патриаршим окладным книгам, церковь в селе Бакшево существовала уже в начале XVII века. В 1628 году упоминается церковь Дмитрия Солунского в селе Бакшеве. В 1708 году при церкви числилось 163 приходских двора и 20 пустых дворов.
В первой четверти XVIII века, в царствование Петра I, строитель Яков Алексеев Буев возвёл каменную церковь с колокольней. Крестьяне села принимали активное участие в строительстве, добывая глину и известь, а также устроив небольшой кирпичный завод. Церковь имела три престола: в честь святого великомученика Димитрия Солунского, архангела Михаила и Владимирской иконы Божией Матери. В 1820 году была перестроена колокольня, а в 1853 году в трапезной устроен дополнительный придел, что изменило первоначальный вид храма.
Богослужения в храме продолжались до 1964 года. В 1978 году церковь была уничтожена по указанию директора совхоза и сельской администрации, несмотря на предложения о её восстановлении. На месте утраченного храма был построен сельский магазин.
В начале 1990-х годов в селе начались обсуждения о восстановлении церкви. Однако из-за отсутствия средств строительство было отложено. Только в начале 2000-х годов началось возведение новой церкви, для чего было приспособлено недостроенное здание котельной. Летом 2004 года завершили кирпичную кладку стен, возвели купол, сделали временную крышу и начали отделочные работы. Иконостас был пожертвован из Христорождественского собора, а игуменья женского Успенского монастыря предоставила распятие, плащаницу и другие предметы церковного обихода.
В начале 2005 года была зарегистрирована местная религиозная организация православного прихода Свято-Дмитриевского храма села Бакшеево. В том же году была построена новая церковь Димитрия Солунского. В 2008 году храм был приписан к Лукиановой пустыни, и с тех пор богослужения в нём проводят клирики данного монастыря.
В настоящее время храм является действующим и входит в состав Александровской и Юрьев-Польской епархии Владимирской митрополии Русской Православной Церкви. Богослужения проводятся регулярно, особенно в престольный праздник 8 ноября, день памяти святого великомученика Димитрия Солунского.
