Сельцо Тёсово впервые упоминается в документах начала ХVII века. Владел им тогда Фёдор Дементьев, а затем его вдова. В 1657 году сельцо купил Артемий Богданович Камынин, потом оно перешло к его сыну Дмитрию Артемьевичу, который и построил в 1705 году церковь в честь своего небесного покровителя вмч Димитрия Солунского. В приходских окладных книгах Патриаршего приказа записано: "1705 год декабря в 22 день по указу Великого государя по челобитью стольника Дмитрия Артемьева сына Камынина, велено новопостроенной церкви вмч. Димитрия Солунского, которую построил он в Можайском уезде, Дягилева стана, в вотчине своей, в сельце Тёсове, на попа с причетника дани положить..."
В 1725 году вдова Дарья Григорьевна пристроила к церкви придел Михаила Архангела. В 1736 году Тёсово досталось Василию Дмитриевичу Камынину. По его прошении в 1747 году был дан указ из Переяславской Духовной консистории на строительство в селе Тёсово, вместо обветшалой деревянной церкви, каменной - во имя вмч. Димитрия Солунского с тёплым (внизу) приделом Михаила Архангела. Сын Василия Дмитриевича - Дмитрий возвёл в 1811 году существующую поныне каменную церковь, имеющую пять престолов: во имя вмч Димитрия Солунского, Смоленской иконы Божией Матери, Казанской иконы Божией Матери, в честь Архангела Михаила и Святителя Николая Чудотворца. Кроме того, возле храма было построено отдельное здание колокольни, из-за этого на удалённом расстоянии храм казался довольно большим. Не прошло и года, как в 1812 году храм был осквернён наполеоновскими солдатами, которые устроили в нём конюшню, но уже в 1814 году храм был восстановлен. Реконструированную церковь освящал казначей Можайского Лужецкого монастыря Иосаф, он же по просьбе Василия Дмитриевича в 1817 году освятил два ранее осквернённых и вновь восстановленных придела.
В 1930-е годы церковь была закрыта. С 1937 года началось разрушение и разграбление храма. До 1941 года в помещение бывшей церкви располагался склад. Во время Великой Отечественной войны храм был разрушен - колокольня и алтарная часть взорваны, был утрачен четырёхколонный портик на южном и северном фасадах, впоследствии провалился свод над трапезной частью храма и двумя боковыми приделами, а кирпич пошёл на постройку свинофермы и молокозавода. Возрождение храма началось с 11 октября 1995 года, когда настоятелем в храм был назначен протоирей Александр Гудов. До 2006 года, пока шли строительные работы, богослужения проходили в церковной сторожке, где была оборудована домовая церковь (здесь раньше находилась сельская библиотека). В 2006 году на 300-летие освящения храма в церкви на престольный праздник прошла первая служба. В 2010 году назначен настоятель, свящ. Родион Райш, в 2015 году, восстановлен придел Арх. Михаила, в 2016 году на средства ктитора и благодетелей восстановлен придел Иконы Б.М. Казанския, в 2018 году произведена роспись внутренней части храма. В 2019 пристроена колокольня и реконструировано здание воскресной школы. В 2020 году над входом установлены мозаичные иконы покровителей храма. Богослужения совершаются по Великим праздникам, субботним и Воскресным дням, на праздники Богородицы.
