Село Шешминская Крепость, основанное в XVIII веке, исторически являлось важным пунктом на территории современной Республики Татарстан.
Строительство храма началось в 1866 году и было завершено в 1871 году. Возведение каменного храма стало возможным благодаря инициативе и финансовой поддержке местных жителей, стремившихся создать долговечное и просторное здание для проведения богослужений. Архитектурный облик храма соответствует традициям русского православного зодчества того периода. Здание представляет собой однокупольный храм с колокольней, выполненный из кирпича. Фасады украшены декоративными элементами, характерными для эклектичного стиля, сочетая в себе элементы классицизма и русского стиля.
В советский период, когда многие религиозные учреждения подвергались закрытию или перепрофилированию, храм великомученика Димитрия Солунского в селе Шешминская Крепость продолжал функционировать. Однако в определённые периоды богослужения могли приостанавливаться, а здание использоваться в иных целях, что было характерно для многих храмов того времени.
В постсоветский период, с возрождением религиозной жизни в России, храм великомученика Димитрия Солунского в селе Шешминская Крепость вновь стал центром духовной жизни местного населения. Были проведены реставрационные работы, направленные на восстановление первоначального облика здания и его адаптацию для проведения регулярных богослужений. В настоящее время храм является действующим и продолжает служить местом молитвы и духовного наставления для прихожан.