Первое упоминание о селе Ермолово и его принадлежности к приходу церкви Димитрия Солунского, находившейся в Дмитриевском монастыре, датируется 1676 годом. В то время село входило в состав монастырских вотчин. По ревизии 1744 года в селе и прилегающей деревне насчитывалось 331 душа мужского пола. Согласно описи 1763 года, к селу и деревне Ермолово относилось 188 четвертей пахотной земли. В 1832 году в селе началось строительство деревянной церкви во имя великомученика Димитрия Солунского с приделом в честь Святой Троицы, завершившееся в 1839 году.
Архитектурные особенности храма соответствуют традиционным канонам русской православной архитектуры XIX века. Деревянное здание церкви было выполнено в стиле, характерном для того времени, с использованием местных строительных материалов и технологий. Придел в честь Святой Троицы свидетельствует о стремлении прихожан расширить функциональность храма и обеспечить возможность проведения богослужений в разные времена года.
В XIX — начале XX века село Ермолово входило в состав Полянской волости Скопинского уезда Рязанской губернии. По данным 1906 года, в селе насчитывалось 297 дворов.
В советский период храм, как и многие другие религиозные учреждения, подвергся закрытию. Однако точные даты и обстоятельства закрытия, а также последующего использования здания храма в этот период требуют дополнительного изучения.
