Новый каменный храм отличался прочностью и долговечностью, что соответствовало тенденциям того времени по замене деревянных церквей на каменные сооружения.
Архитектурно храм представляет собой образец русской православной архитектуры второй половины XIX века. Каменное здание с колокольней гармонично вписывается в окружающий сельский пейзаж. Внутреннее убранство храма включало иконостас и настенную роспись, выполненные в традициях православного искусства того времени.
В конце XIX — начале XX века село Вязовское входило в состав Широковской волости Нерехтского уезда Костромской губернии, а с 1918 года — в составе Середского уезда Иваново-Вознесенской губернии. С 1929 года село стало частью Широковского сельсовета Середского района Ивановской области, а с 2005 года — в составе Широковского сельского поселения.
В советский период, когда многие храмы подвергались закрытию и разрушению, церковь святителя Димитрия Ростовского в Вязовском продолжала функционировать. Однако в последующие годы храм пришёл в запустение и требовал значительных восстановительных работ.
В начале XXI века были предприняты усилия по восстановлению храма. Местные жители и прихожане организовали работы по ремонту и реставрации здания. Были восстановлены кровля, фасады, внутреннее убранство, а также проведены работы по благоустройству прилегающей территории.
