Храм во имя святого великомученика Димитрия Солунского в селе Нестерово Пителинского района Рязанской области относится к памятникам церковной архитектуры XVIII века. Первое упоминание о селе, ранее носившем название Костино, встречается в писцовых книгах 1645 года, где оно указано как вотчина боярина Г.Г. Пушкина. В последующие годы село перешло во владение восьми помещиков, среди которых выделялись семьи Нестеровых и Ушаковых. Переименование села в Нестерово связано с усилением влияния рода Нестеровых.
Каменная двухэтажная церковь была построена в 1707 году на средства Ушаковых, хотя некоторые источники относят её возведение к последней трети XVIII века. Храм выполнен в стиле барокко с элементами классицизма. Основной объём представляет собой восьмерик на четверике, увенчанный куполом с люкарнами и маленьким восьмериком с луковичной главкой. Нижний этаж имел два престола: главный — во имя святого Димитрия Солунского и придельный — во имя мученицы Параскевы Пятницы. Верхний храм освящён в честь Обновления храма Воскресения Христова.
Архитектурной особенностью храма является его связь с отдельно стоящей трёхъярусной колокольней посредством многоступенчатой лестницы-пандуса на трёх арках. Лестница ведёт на второй этаж храма и окружающее его открытое гульбище. Восточная часть гульбища также опирается на высокие арки. Подобное архитектурное решение не имеет аналогов в регионе.
В церковной ограде располагалась тёплая домовая церковь во имя святителя Николая Чудотворца, построенная в 1826 году в стиле классицизма. После 1917 года храмовый комплекс пришёл в упадок. В советский период в здании церкви Димитрия Солунского содержался домашний скот, что привело к значительным утратам внутреннего убранства. Сохранились фрагменты росписей в верхнем храме, включая роспись центральной арки алтарной преграды.
В документах XIX века село иногда упоминается под вторым названием — Дмитриевское, данным по местному храму. Исторические источники отмечают наличие в церкви местночтимой Иверской иконы Божией Матери и образа святителя Димитрия Московского, пожертвованного самим святителем строителям храма. На церковном дворе сохранилось малахитовое надгробие князя Волконского.