Первые упоминания о храме на данном месте относятся к 1500 году, когда в Писцовой книге Водской пятины упоминается церковь Дмитрия Солунского, а также церковь Покрова Пресвятой Богородицы и монастырек на погосте. В 1582 году на Дмитровско-Городенском погосте стояли церкви Дмитрия Солунского и Покрова Богородицы.
В 1826 году на месте старого храма была построена каменная трёхпрестольная церковь Дмитрия Солунского на пожертвования помещика Е. И. Блаженкова. Главный престол храма был освящён во имя святого Дмитрия Солунского, правый — в честь Покрова Пресвятой Богородицы, левый — во имя святых мучеников Флора и Лавра. Особую ценность в храме представляли крест с мощами и другими священными предметами, а также икона Спасителя на горном месте, написанная А. Гейдеманом в 1854 году и пожертвованная помещиком Нестором Васильевичем Чебыкиным в 1859 году.
В начале XX века, в 1905 году, церковь была значительно перестроена. По данным, церковь была построена по проекту Санкт-Петербургского епархиального архитектора Н.Н. Никонова и отличается стилистической близостью к сооруженной им же Казанской церкви в Терийоках (Зеленогорске). Церковь выстроена в псевдорусском стиле.
В 1939 году церковь в Городне была закрыта решением Батецкого районного исполнительного комитета. В годы Великой Отечественной войны приходская жизнь возобновилась, и церковь входила в зону Псковской православной миссии. В марте 1945 года православная община села Городня при церкви во имя святого Дмитрия была зарегистрирована.
В 1960 году началась кампания по закрытию храма, инициированная Батецким райкомом КПСС. 15 декабря 1960 года Новгородский облисполком вынес решение об изъятии церковного здания и разрешил переоборудовать его под склад с полным изменением внешнего вида. После этого храм был закрыт и подвергся разорению. В течение сорока лет здание стояло без куполов и кровли, представляя собой разрушенное строение.
В 1997 году церковь в деревне Городня была принята на охрану как объект культурного наследия. В начале XXI века началось восстановление храма. С 2003 года на средства частного мецената начались реставрационные работы. В 2004 году был освящён один из приделов. В 2007 году собор Дмитрия Солунского был окончательно отреставрирован.