Первая каменная церковь в честь святителя Димитрия Ростовского была построена в селе Дмитриевка в 1850 году. Этот храм служил духовным центром для местных жителей, однако в годы советской власти, как и многие религиозные сооружения, он был закрыт и впоследствии разрушен.
В начале XXI века возникла инициатива по восстановлению храма. Местные жители обратились за поддержкой к руководству Группы компаний «Агро-Белогорье». Строительство нового деревянного храма началось на месте прежнего, но было приостановлено из-за недостатка финансирования. В 2013 году, благодаря содействию «Агро-Белогорье», работы были возобновлены и успешно завершены.
21 июня 2014 года состоялось освящение нового храма святителя Димитрия Ростовского. Чин освящения провёл митрополит Белгородский и Старооскольский Иоанн в сослужении епископа Губкинского и Грайворонского Софрония. В церемонии приняли участие представители местной администрации, жители села и благотворители.
Современный храм представляет собой деревянное здание, выполненное в традиционном русском стиле. Архитектурные особенности включают срубные стены, двускатную крышу и небольшую колокольню. Внутреннее убранство храма оформлено в соответствии с канонами православной церкви, с иконостасом и необходимой утварью для проведения богослужений.
С момента открытия храм стал центром духовной жизни села Дмитриевка. Здесь регулярно проводятся богослужения, церковные праздники. Храм также выполняет важную социальную функцию.