Село Малахово расположено при впадении р. Гжелки в р. Москву. Оно очень древнее, упоминается в духовной грамоте великого князя Ивана Калиты (первая половина XIV в.) как удел его старшего сына Симеона.
В XVII-нач. XVIII в. село находилось во владении Измайловых, Одоевских и Черкасских. С нач. XVIII века и до революции 1917 г. селом владели Шереметьевы.
Церковь в селе стояла издавна. Деревянный храм вмч. Димитрия Солунского сгорел в начале XVII в. во время нашествия поляков в Смутное время. В 1691 г. владевшему селом князю Одоевскому было разрешено построить новый храм того же посвящения на месте сгоревшего. В 1704 г. в селе стоял уже новый деревянный храм. К началу XIX в. деревянный храм обветшал и было начато строительство нового каменного храма.
Ныне существующий каменный храм великомученика Димитрия Солунского построен в 1829 г. тщанием приходского священника Евдокима Саввича Стефановского и прихожан.
В середине XIX века в храме служил священник Михаил Карпович Архангельский (р. 1814), дьячков сын, после окончания Московской Духовной семинарии и рукоположения во священника был определён к церкви с. Малахово.
В 1888 г. пристроен теплый отапливаемый придел иконы Божией Матери «Отрада и Утешение». К открытию придела на св. горе Афон был написан и освящен список с оригинальной иконы Божией Матери «Отрада и Утешение» и оттуда по морю и по суше доставлен в с. Малахово. Открытие придела состоялось при священнике Димитрие Ивановиче Малинине. Более подробно об иконе Божией Матери «Отрада и Утешение» можно почитать здесь.
В конце XIX века в с. Малахове была церковно-приходская школа, открытая в 1890 г. приходским священником А.И. Соколовым и до 1895 г. помещалась в церковном доме, в квартире самого священника, и содержалась на его личные средства. Даже самое обучение школьников грамоте в первый год существования школы велось всецело супругой священника А. В. Соколовой.
В 1895 г. школа была перемещена в собственное здание, устроенное в память бракосочетания Их Императорских Величеств тем же священником о. Александром Соколовым и попечителем школы крестьянином К. Е. Самцовым, при участии приснопамятного о. протоиерея Иоанна Кронштадского, приславшего на постройку здания Малаховской школы 100 рублей, а также благотворителей-прихожан.
При том же настоятеле прот. Александре Соколове в конце XIX века было обновлено внутреннее убранство храма. 9 июля 1895 г. устроен вновь иконостас, а 26 октября 1899 г. обновлен и украшен весь храм живописью усердием священника о. Александра Иоанновича Соколова, церковного старосты Семена Григорьевича Григорьева при помощи прихожан и многих других благотворителей. Живопись была исполнена художником А.В. Гороховым.
В 1905 году в с. Малахово случилась эпидемия скарлатины среди детей, многие из которых умирали. О. Александр Соколов вместе с церковным старостой Семеном Григорьевым поехали в город Бронницы и от лица жителей села усердно просили соборного протоиерея и причт, чтобы чудотворная икона Божией Матери была отпущена в их приход для молебствий пред нею о прекращении болезни. Просьба эта принята была сочувственно и св. икона была отпущена в село Малахово и пробыла здесь 6 и 7 сентября 1905 г. при постоянных, почти беспрерывных с раннего утра и до позднего вечера горячих молебствованиях. Поздно вечером св. икона при проводах всем взрослым населением села была обратно принесена в город Бронницы. Смертельная зараза, наводившая столько страха и печали, тут же заступлением Царицы Небесной прекратилась в приходе. (Из книги соборного протоиерея г. Бронниц И. Доброва «Чудотворная икона Божией Матери «Иерусалимская»)
В 1917 г. священником церкви с. Малахово был Василий Феодорович Любимов.
В советское время милостью Божией и усердием прихожан храм не закрывался.
После закрытия и разорения бронницких храмов чудотворная икона Божией Матери Иерусалимская Бронницкая стала пребывать в храме с. Малахово. Это произошло следующим образом.
После революции и закрытия храма Иерусалимской иконы Божией Матери в г. Бронницы чудотворная икона была сначала перенесена в бронницкий храм Успения Божией Матери.
После закрытия храма Успения Божией Матери в 1941 г. чудотворная икона была утеряна, а в 1943 году житель с. Малахова 13 летний мальчик Виктор Федосеев обнаружил эту икону, ей был закрыт выбитый оконный проем в складском помещении г. Бронницы, где хранилось зерно.
После возвращения в село Виктор рассказал прихожанам храма с. Малахово о том, что видел чудотворную икону, после чего прихожане в месте с Виктором отправились за иконой в г. Бронницы. Добравшись до места, прихожане стали уговаривать солдат, которые охраняли этот склад, чтобы они отдали икону. А вместо нее обещали поставить деревянный щит на место выбитого окна. После длительных переговоров солдаты согласились отдать икону, а взамен получили обещанный щит из теса, на который прихожанами были собраны не малые деньги, так как во время войны стройматериалов не хватало. С благоговением вынув икону, они положили ее на телегу и привезли в с. Малахово и поставили ее в Димитриево-Солунском храме около правого клироса. С 1943 г. икона Божией Матери Иерусалимская пребывает в храме вмч. Димитрия Солунского в с. Малахово. Память обретения иконы храмом также совершается в 10 воскресение после Пасхи.
После поругания лики на иконе были в плохом состоянии и требовали реставрации. Первая реставрация иконы была предпринята в 1980-е годы, вторая в 2000-е годы. После проведенных реставраций икона приобрела первоначальный дореволюционный вид.
С 1967 по 2010 г. в храме настоятелем был прот. Александр Соловьев. Усердием о. Александра с помощью благотворителей в 2003-08 годах в храме были приобретены колокола, позолочены купола, проведены масштабные реставрационные работы.
В 2010 году в связи с болезнью ног и невозможностью совершать богослужения о. Александр почисляется за штат с вынесением благодарности за многолетнее усердное служение Церкви.
С 2010 г. по настоящее время настоятелем храма является прот. Андрей Подорванов.