Строительство каменного храма было завершено в 1820 году. Храм был освящён во имя святителя Димитрия Ростовского, митрополита Ростовского и Ярославского, известного своей просветительской деятельностью и канонизацией в 1757 году. Архитектурный облик храма соответствовал стилю провинциального классицизма, характерного для первой половины XIX века. Основной объём храма представлял собой прямоугольное здание с полукруглой апсидой на востоке и колокольней на западе. Фасады украшались пилястрами и карнизами, а окна имели килевидные наличники.
Внутреннее убранство храма включало трёхъярусный иконостас с иконами, выполненными в традициях академической живописи. Центральный престол был освящён во имя святителя Димитрия Ростовского. В приходе действовала церковно-приходская школа, основанная в 1900 году.
После революционных событий 1917 года и установления советской власти храм продолжал функционировать до 1931 года. В этом году он был закрыт, а здание использовалось для различных хозяйственных нужд. Во время Великой Отечественной войны село Семенёк было оккупировано немецко-фашистскими войсками, но 13 декабря 1941 года освобождено частями 52-й кавалерийской дивизии 3-й армии РККА. Сведения о повреждениях храма в этот период отсутствуют.
В послевоенные годы здание храма находилось в запустении. Лишь в 2011 году начались работы по восстановлению храма. Реставрационные мероприятия включали укрепление фундамента, восстановление кровли, оконных и дверных проёмов, а также внутренней отделки. В настоящее время храм вновь открыт для богослужений и является действующим приходом Русской Православной Церкви.
