Как и многие Оренбургские церкви, церковь Димитрия Солунского в 30-х года ХХ века была разрушена и в 1938 году здание храма передали кинотеатру «Буревестник». Перед этим стены с изображениями святых ликов были предварительно закрашены. Все, кто хоть раз посещал этот кинотеатр, приятно удивлялись здешней акустике и хорошему звуку, не имея представления о его происхождении. В 1990 году, когда здание было передано епархии, были начаты работы по реставрации здания церкви, которые длились 20 лет. В 2012 году был совершен заключительный этап — воссоздание по частям художниками-реставраторами уникальной старинной настенной росписи храма. В 1887 году состоялась закладка первого камня пятиглавого каменного храма с ярусной колокольней, а освещение — в 1890 году. Провел освящение Оренбургский епископ.
Руководил строительством храма архитектор Сахаров, а средства на строительство были выделены братьями-купцами Дегтяревыми, а также на пожертвования жителей города. На сегодняшний день во вновь воссозданном Димитревском храме кроме основной работы с прихожанами также организована библиотека и воскресная школа.