Станица Дмитриевская была основана в мае 1801 года переселенцами из Воронежской губернии, сёл Завертье и Богословка. В 1803 году в станице был открыт молитвенный дом, а в 1827 году построен первый каменный храм, освящённый во имя святого великомученика Димитрия Солунского. В 1831 году мужчины села были записаны в казаки, и село получило статус станицы.
В 1913 году в станице был построен ещё один храм, освящённый в честь святого апостола и евангелиста Иоанна Богослова. Однако в 1935 году этот храм был разрушен, а в 1970 году был снесён и храм великомученика Димитрия Солунского. На месте последнего было возведено здание правления колхоза «Заветы Ленина».
В 1996 году в станице Дмитриевской был создан православный приход, и в 1997 году построено новое здание храма, освящённое в честь Рождества Христова. Храм расположен в центре станицы и является духовным центром для местных жителей.
