В 1989 году в посёлке была организована православная община, которая инициировала создание прихода.В 1990 году проводилась подготовка к проектированию и строительству нового храма.К 1996 году основные строительные работы были завершены, и в том же году, на престольный праздник, в ещё незавершённом храме было проведено первое богослужение, которое возглавил архиепископ Волгоградский и Камышинский Герман.12 января 1997 года состоялось освящение храма и престола архиепископом Германом.
Архитектурно храм представляет собой каменное здание, построенное в традициях православного храмового зодчества. Помимо основного здания храма, на территории комплекса были возведены административное здание, причтовый дом, трапезная и церковная лавка. Благоустроенный двор включает часовню и детскую площадку.
Приход храма осуществляет духовное окормление верующих, проводя богослужения по воскресным и праздничным дням. К храму также относятся кладбищенская часовня святых равноапостольных князя Владимира и княгини Ольги в хуторе Колоцком, а также часовня с купальней Сорока мучеников Севастийских на святом источнике в хуторе Камышинском.
До строительства храма во имя святого благоверного князя Димитрия Донского в станице Иловлинской (ныне рабочий посёлок Иловля) существовала Покровская церковь, построенная в 1776 или 1786 году. В 1938 году она была закрыта и впоследствии разрушена.