Еще в 19 веке в деревне Дмитровское не было храма. Деревня постепенно разрасталась. По просьбе и ходатайствам жителей в 1885 году из села Федоровское в Дмитровское была перенесена деревянная церковь. Церковь установили недалеко от сельского погоста. В старинном храме главный холодный престол был посвящен вмч. Димитрию Солунскому, теплые приделы: правый - Казанский, левый - во имя свт. Николая и вмч. Параскевы Пятницы. В 1930 году в результате поджога она сгорела, а на ее месте был построен жилой дом.
Несколько лет назад по инициативе руководителя холдинга "Агропромкомплектация" Сергея Новикова, был создан благотворительный фонд, в который вошли глава поселения Владимир Боргуль, директор агрофирмы "Дмитрова Гора" Петр Просвиряк, а так же другие общественные деятели села. Под строительство выделили землю, которую выкупили у местных жителей, сделали проект. И вот осенью 2010 года в Дмитровой Горе началось строительство новой церкви, возводить которую было решено в честь преподобного Сергия Радонежского, небесного покровителя попечителя церкви.
21 июня 2011 года была совершена закладка новой церкви архиепископом Тверским и Кашинским Виктором; ровно через год освятили кресты и колокола. Они были изготовлены на средства жертвователей в городе Каменск-Уральский. Всего колоколов 9, самый большой весит 1 тонну 140 кг, на каждом из них указано имя мецената. 18 июня 2013 года митрополит Виктор совершил Божественную литургию и освящение престола храма.
Михня С.Б. Путеводитель 350 святых мест Тверской земли, которые нужно увидеть. Издательство "Мартин". Москва, 2016 г.
