Исторические документы свидетельствуют, что, когда в 1762 году началось заселение заволжских степей, Сухая Вязовка и Берёзовый Гай представляли собой небольшую деревушку в 15-20 дворов. Но через двадцать лет началось уже массовое заселение этого края. К 1859 году количество дворов в Сухой Вязовке выросло до 220, а потом и до 561.
Каменная однопрестольная церковь в Сухой Вязовке была построена в 1825 году. Отметим некоторые внешние архитектурно-конструктивные особенности храма.
Здание церкви выполнено из красного кирпича на белокаменном цоколе. Объёмно-планировочное решение храма корабельного типа. Архитектурный объём здания состоит из колокольни, трапезной, четверика храма, полукруглой аспиды алтаря и боковых приделов. Храм восьмистолпный. Четверик храма венчается восьмигранным световым барабаном, имеющим поскатное покрытие по лоткам свода и завершается небольшой главкой в форме луковицы на кирпичной шейке и металлическим крестом.
Трёхъярусная колокольня имеет также поскатное покрытие по лоткам свода и завершается меньшей по размерам луковичной главкой и крестом. Венчающие карнизы выполнены с использованием блоков из белого камня. Фасады здания имеют как вертикальное членение спаренными пилястрами, расположенными в простенках между оконными проёмами, так и горизонтальное членение карнизными поясками. Оконные проёмы с полуциркульными перемычками оформлены широкими архивольтами.
Освятили церковь в честь великомученика Димитрия Солунского. В 1896 году храм расширили. Его общая площадь составляла 423,5 кв. метра.
Указом Святого Синода от 4 марта 1885 года положено быть: священнику, диакону и псаломщику. Ещё при церкви всегда был звонарь. В его обязанности входило не только звонить к службам, но и спасать звоном заблудившихся в зимнюю стужу путников.
При церкви имелась библиотека, было и земское училище, основанное в 1862 году, а также церковная школа грамоты, открытая в 1891 году.
После Октябрьского переворота 1917 года в селе появился ревком, который активно взялся за проведение коллективизации. В 1929 году были созданы первые колхозы. Всего их в Сухой Вязовке было пять, а в Берёзовом Гае — четыре.
По решению властей церковь была закрыта в 1925 году. Священника отца Александра арестовали чекисты из Чапаевска. Батюшку сразу увезли, и больше никаких вестей от него не поступало. Рассказывают, что семья священника была большой, жила в бедности. Рясу батюшка носил латаную-перелатаную. Репрессиям подверглась и семья священника.
С 1960 года по 1990 год в здании церкви находился склад зерна.
Местные жители помнят, что в церкви были старинные иконы, многие из которых большевики сожгли. Но кое-какие образа всё же уцелели. Их спасли от огня прихожане, и теперь уже их внуки возвращают те иконы храму.
В январе 2007 года специалисты министерства культуры Самарской области произвели технический осмотр храма. В акте технического состояния было отмечено, что «многочисленные трещины по наружным несущим стенам и перекрытиям сводов в приделах свидетельствуют о неравномерных просадках здания; под трапезной нарушена целостность фундамента; по кирпичной кладке фронтонов северного и южного входов имеются наклонные трещины; наличие высолов по штукатурному слою перекрытий над северным и южным входами свидетельствует о необходимости проведения ремонтных работ по ендовам на данных участках крыши; вследствие отсутствия покрытий над выступающими элементами по фасадам отмечены выветривание кладочного раствора и структурное разрушение кирпича по данным декоративным элементам».
Сейчас большинство из запланированных ремонтно-реставрационных работ выполнено.
