Церковь в честь великомученика Димитрия Солунского возведена в селе Старо-Хмелевое Мичуринского района Тамбовской области по инициативе депутата Мичуринского городского Совета народных депутатов В.В.Местюкокова.
Основание освещено епископом Тамбоским и Мичуринским Феодосием 30 октября 2006 года. на церемони освящения присутствовали Главнокомандующий внутренними войсками МВД РФ генерал армии Н.Е. рогожкин, передавший в дар храму старинную икону, первый заместитель председателя Тамбовской областной Думы М.О. Корнев, глава мичуринского района С.В. Щукин, председатель Мичуринского районного Совета народных депутатов В.Д. Бутучел и многие другие.
Установка и освящение колоколов состоялось 15 сентября 2007 года.
Автор проекта храма - член Союза архитекторов России Н.А.Аверочкин.
Высота сооружения - 20 метров.