В XIX веке в селе Засечное существовала деревянная церковь, посвящённая святому великомученику Димитрию Солунскому. В конце столетия этот храм был уничтожен пожаром. В результате пензенский архитектор Андрей Семёнович Федотов разработал проект нового деревянного храма, который был утверждён в 1900 году. Строительство нового храма завершилось в 1909 году на средства пензенского купца и благотворителя Ивана Андреевича Карпова. На месте сгоревшего храма была возведена часовня.
После 1931 года, в период антирелигиозной политики советского государства, церковь была закрыта и впоследствии снесена. Некоторые иконы были сохранены местными жителями, однако значительная часть церковного имущества была утрачена. В этот период председателем колхоза «Заря свободы» была Анастасия Ивановна Ключникова, которая предприняла меры для сохранения церковного колокола, спрятав его от властей. После войны колокол был установлен в центре села и использовался для оповещения о чрезвычайных ситуациях, таких как пожары.
В 1993 году в Засечном был зарегистрирован православный приход, и в 2002 году в приспособленном кирпичном здании открылся Димитриевский молитвенный дом. В 2004 году настоятелем прихода был назначен протоиерей Вячеслав Акимкин. В период с 2012 по 2014 годы под его руководством началось строительство нового храма на историческом месте. В возведении храма приняли участие местные жители, а также пензенские предприниматели и благотворители, включая Валентина Журавлёва, Александра Чернышова и Наталью Кузякову.
19 октября 2014 года митрополит Серафим освятил новый храм великим чином. С этого времени здание молитвенного дома используется как воскресная школа.
