История храма начинается с середины XVIII века, когда в 1747 году в селе Старые Параты была построена деревянная церковь, освященная в честь святого Димитрия Солунского.Спустя столетие, в 1847 году, этот деревянный храм сгорел.В связи с этим было принято решение о строительстве нового каменного храма на новом месте, в селе Новые Параты.
Строительство каменной церкви велось на средства прихожан и казанских купцов М. Платонова и Атлашкина. Работы продолжались три года и были завершены к 1861 году. Архитектором храма выступил художник Иванов.
Архитектурно храм представляет собой четверик, завершенный сферическим куполом, увенчанным глухим барабаном и луковичной главой. Широкие окна четверика и трапезной, карниз из квадратных углублений, а также сочетание красного и белого цветов придают зданию нарядный и праздничный вид. Шатровая колокольня, выполненная в традициях древнерусского зодчества XVII века, дополняет общий облик храма.
В конце XIX века население прихода составляло около 3 тысяч человек. При храме действовала церковная библиотека, насчитывавшая около 200 книг, включая рукописи и грамоты, которыми были отмечены священнослужители церкви Димитрия Солунского и Святой Троицы.
В 1930-х годах началось разорение храма: была уничтожена церковная библиотека, церковная утварь разграблена, а священник и староста репрессированы. 26 июля 1941 года, по указу Президиума Верховного Совета Марийской АССР, церковь была официально закрыта, а здание передано в распоряжение Волжского райсовета для переоборудования под культурное учреждение. Долгое время здание пустовало, а в 1970-х годах в нем размещался комбикормовый цех.
В декабре 1989 года в селе была зарегистрирована община верующих, которой передали здание храма. 1 июня 1990 года состоялась первая Божественная литургия после длительного перерыва. С того времени начались реставрационные работы: полностью перекрыта кровля, проведен внутренний косметический ремонт, обновлен иконостас, отремонтирован и освежен внешний вид храма. На территории построена трапезная.
К церкви приписаны часовни во имя великомученика Димитрия Солунского и девяти мучеников Кизических в деревне Старые Параты, а также кладбищенская часовня святой великомученицы Екатерины. В Новых Паратах имеются освященные источники: в честь Грузинской иконы Божией Матери и источник с купелью в честь иконы Божией Матери «Живоносный Источник».
