Село Непотягово упоминается в исторических документах начала XVI века, таких как Меновая грамота Великого князя Ивана Васильевича и Разъезжая грамота 1521 года.Поскольку Непотягово именуется селом, это предполагает наличие в нём церкви уже в XV веке.
В 1816 году на средства прихожан была построена каменная церковь с колокольней. Главный престол храма был освящён в честь святого великомученика Димитрия Солунского, а в тёплом приделе находились престолы в честь иконы Казанской Божией Матери и святителя Николая Чудотворца. Архитектурно здание выполнено в стиле позднего классицизма, характерного для церковных сооружений XVIII–XIX веков в данном регионе.
В конце XIX — начале XX века село Непотягово входило в состав Гавриловской волости Суздальского уезда Владимирской губернии. По данным 1893 года, в селе насчитывалось 84 двора с населением 708 человек (336 мужчин и 372 женщины). В этот период храм являлся центром духовной жизни местного населения.
В советское время, в ходе антирелигиозной кампании, храм был закрыт, и его здание использовалось для различных хозяйственных нужд. В результате этого внутреннее убранство и элементы декора были утрачены. Несмотря на это, основные конструктивные элементы здания сохранились.
