В старинной деревне Сулажгора (она возникла в XVII веке) храма не было долгое время. Только в конце пятидесятых годов XIX века деревенское общество обратилось к духовному и губернскому начальству с просьбой о разрешении и помощи на строительство церкви. Храм был построен всего за семь месяцев и посвящен св. вмч. Димитрию Солунскому.

Новопостроенная церковь была «небольшая, бревенчатая, на каменном фундаменте, осьмиугольная, в диаметре 6 сажен». При храме была построена деревянная колокольня, позже открыта церковно-приходская школа. Неподалеку находилось сельское кладбище, в настоящее время его сравняли с землей. В 30-х годах прошлого столетия храм был закрыт и отдан под клуб, в 70-х сгорел.

В советские годы в Сулажгоре совершались массовые расстрелы, поисковое общество «Память» открыло огромный могильник с останками около 700 человек. Возможно, среди убиенных были священнослужители Екатерининской церкви: сщмч. Николай Богословский, протоиерей Николай Надежин и диакон Павел Молчанов. Старожилы говорят, что здесь же расстрелян и последний кижский священник Алексий Петухов. На месте гибели репрессированных установлен восьмиметровый Поклонный крест.

Ныне в Сулажгоре вновь воздвигнут храм в честь св. вмч. Димитрия Солунского. Он построен на средства семьи А.П. Лукина в память о трагически погибшем сыне Димитрии. Семь лет назад Архиепископ Мануил совершил малое освящение церкви во имя святого великомученика.

В церкви есть свои святыни: образ св. мч. Уара, которому молятся за людей, не принявших крещение, икона Пресвятой Богородицы «Неопалимая Купина», образ св. мч. Трифона. Это единственный храм Карелии, украшенный росписью. Рядом с церковью на средства А.П. Лукина, других петрозаводских благотворителей и прихожан храма построен церковно-приходской дом.