Село Дмитриевка Усманского района известно по документам с 1777 года. В экономических примечаниях Усманского уезда 1782 года оно упоминается как поселение, принадлежавшее бывшему городу Демшинску (ныне село Никольское). Название связано со служилым человеком Дмитрием Бурцевым, в связи с чем село имело второе наименование - Бурцево.
Первоначально жители Дмитриевки относились к приходу церкви села Верхний Телелюй. В 1862 году Дмитриевка упоминается как сельцо владельческое с 9 дворами и 48 жителями. По переписи 1926 года - это уже центр сельсовета с 82 дворами и 450 жителями.
Современный храм Великомученика Димитрия Солунского в Дмитриевке был построен не ранее 2010 года. Это действующий православный храм с одним престолом, освящённым в честь Димитрия Солунского. Храм относится к Липецкой епархии Русской Православной Церкви.
Архитектурные особенности храма и детали его строительства в открытых источниках не описаны. Известно лишь местоположение храма на Молодёжной улице в селе Дмитриевка. Исторических сведений о более ранних храмах в этом селе в доступных источниках не обнаружено.
В 1911 году Дмитриевка упоминается как деревня с 48 дворами, относящаяся к приходу церкви села Верхний Телелюй. На 1 января 1997 года в селе насчитывалось 121 двор и 300 жителей. Эти демографические данные позволяют проследить развитие населённого пункта, где был возведён современный храм.
