Древнее село Дмитровское упоминается в летописях с XVI века, когда оно значилось за Троице-Сергиевой Лаврой. В 1677 году царь Федор Алексеевич пожаловал село Дмитровское в Горетовом стане князю Юрию Долгорукому «за многие его службы, которые злые замыслы вора и богоотступника Стеньки Разина со единомышленниками его в низовых городах искореняли…». По смерти сына Долгорукого в 1683 году село было пожаловано патриарху Иоакиму.
В 1689 году здесь строится каменная одноглавая церковь с приделами и восьмигранной шатровой колокольней на двухъярусном основании, заключающем так называемую келью Никона. По преданию, в ней патриарх останавливался по пути в Саввино-Сторожевский монастырь. Памятник зодчества с его сложнейшей декорацией из кирпича, почти сплошь покрывающей стены здания, барабан главы и шатер колокольни, чрезвычайно характерен для узорчатого стиля. Разнообразны по формам оконные наличники, из них особенно любопытен рисунок наличника с «рогами» на южной стене.
Нарядности внешнего облика храма способствует его двухцветная окраска. Завершающие фасады декоративные кокошники и широкая лента карниза с побеленными деталями кирпичного узорочья смотрятся на красном фоне стен как наброшенная на здание кружевная накидка. Позднейшая трехъярусная в стиле классицизма колокольня скрывает портал входа в невысокую сводчатую трапезную. В глубине ее через арочный проем поблескивает позолотой многоярусный иконостас, заключающий ряд икон мастеров XVIII и XIX веков.