В 2000 году руководство «Уралвагонзавода» инициировало создание храма-памятника в честь святого Димитрия Донского. 25 сентября 2000 года состоялась закладка первого камня в основание храма, который был освящен Патриархом Московским и всея Руси Алексием II. Строительство велось по проекту архитектора Вячеслава Николаевича Ижикова, кандидата архитектуры. Храм возведен в традициях русской архитектуры XI—XIV веков, представляя собой кирпичный четырёхстолпный одноглавый трёхапсидный храм, выполненный по образу княжеского крестово-купольного собора. Роспись храма выполнена в стиле живописца древности Дионисия. При входе на территорию храма установлена тройная кованая арка с воротами.
1 июня 2003 года храм был освящен епископом Екатеринбургским и Верхотурским Викентием, после чего в нем начались богослужения. В 2004 году руководство «Уралвагонзавода» передало храму Книгу памяти, в которую планируется внести более 33 тысяч имен тружеников завода: первостроителей, репрессированных и тех, кто трудился на заводе в годы Великой Отечественной войны. 17 апреля 2010 года в присутствии Патриарха Московского и всея Руси Кирилла, полномочного представителя президента в Уральском федеральном округе Николая Винниченко, представителей администрации Свердловской области, генерального директора «Уралвагонзавода» Олега Сиенко и архиепископа Екатеринбургского и Верхотурского Викентия, храм-памятник был передан Екатеринбургской епархии.
