Время и обстоятельства постройки в д. Сычевой деревянной часовни не установлены.
Впервые она упоминается в 1847 г. как ветхая, но кем и когда она была выстроена, уже в это время по давности лет никто не знал. Сведений о том, в честь какого святого или праздника она была устроена, не имеется.
Известно, что с открытием в с. Сычевском самостоятельного прихода и до времени окончательной постройки здесь храма, в этой часовне местным причтом отправлялись богослужения. Очевидно, после освящения храма она в конце 1850-х или в начале 1860-х гг. была упразднена.В 1847 г. прихожане Шкодского прихода вместо имевшейся в д. Сычевой ветхой часовни вознамерились выстроить новую церковь, что и было им разрешено епархиальным начальством. План и фасад на возведение каменной церкви во имя Святого Мученика Царевича Димитрия Угличского Чудотворца были утверждены Тобольской губернской строительной комиссией 10 мая 1848 г. Тогда же проект был утвержден и Высокопреосвященнейшим Георгием, архиепископом Тобольским и Сибирским, наложившим на нем 15 апреля 1848 г. свою резолюцию с благословением возведения храма по этому плану и фасаду.
В том же году были заготовлены строительные материалы и поряжены мастера каменного дела, но за неимением храмозданной грамоты строение некоторое время не начиналось. Каменная одноэтажная церковь с такой же в одной связи с ней колокольней была заложена 18 сентября 1849 г. и возводилась тщанием и усердием прихожан. Строительство вели подрядчики – крестьяне с. Рафайловского Ялуторовского округа Михаил Григорьевич Вырыпаев, Трофим Григорьевич Вырыпаев и Павел Белых. Они окончили работу в 1857 г., после чего встал вопрос устройства иконостаса. Для этого был приглашен живописец - ишимский крестьянин из поселенцев Степан Иванович Крутов, окончивший работу в 1860 г. Очевидно, вскоре храм был освящен, но сведений о точной дате этого события не выявлено. Престол в нем был устроен один – во имя Святого Димитрия Угличского.
В последующие годы церковь продолжала украшаться, была выстроена каменная с деревянными решетками ограда. Однако, к началу 1880-х гг. храм уже нуждался в ремонте снаружи и внутри, изветшавшая церковная ограда находилась в плачевном состоянии. В 1881 г. прихожанами был подряжен крестьянин Баранов, который в 1882 г. произвел ремонт храма. Но по недоброкачественности употребленных им материалов, а отчасти и по непрочности работ, здание продолжало угрожать опасностью, в том числе из-за повреждений в сводах. В 1890-е гг. с разрешения епархиального начальства на средства прихожан проводится капитальный ремонт церкви. К 1893 г. была устроена новая каменная с железными решетками ограда, в 1894 г. исправлены церковные своды, а в 1895 г. здание окрашено внутри масляной краской, причем на стенах были написаны 16 картин. В 1896 г. сооружен новый окрашенный кармином с золоченой резьбой иконостас. Работы по иконостасу, а, вероятно, и производство стенной росписи, были выполнены подрядчиком – проживавшим в г. Шадринске екатеринбургским мещанином, действительным членом Парижской национальной академии художеств Василием Васильевичем Лазаревым. В 1898 г. была произведена перештукатурка стен снаружи храма и выкрашена крыша, а также заново оштукатурена церковная ограда. К 1910 г. Сычевская церковь представляла собой покрытое железом каменное здание длиной, считая и колокольню, 10 сажен, наибольшей шириной 6 сажен 1,5 аршина, высотой до верха карниза 3 сажени. В нем имели 20 больших окон и 4 меньшего размера, а также 4 наружных двери. При церкви находилась колокольня в 1 ярус, общей высотой до верха карниза 6 сажен. Храм был увенчан тремя главами, а внутри по стенам расписан живописными изображениями. В нем имелся иконостас длиной 3 сажени 8 вершков, высотой 2,5 сажени. Церковная ограда к этому времени была обшита железом.
В 1926 г. Дмитриевский храм описывается как каменный с такой же колокольней и окрашенной зеленой краской железной крышей, на которой располагались три главы из листового железа с водруженными на них железными вызолоченными восьмиконечными крестами. В здании имелось 12 окон с железными решетками и 8 окон без решеток в осьмерике, а внутри купола – круглая рама с двойными стеклами. В паперти с правой стороны располагался вход с лестницей на колокольню, а в трапезной части на левой стороне – кладовая. Имелись два пристроенных к алтарю отделения: по правую сторону для хранения ризницы, библиотеки и архива, а по левую сторону пономарня с дверями в церковную ограду. Наружные двери располагались также при входе в паперть и с северной и южной сторон церкви, к ним примыкали деревянные покрытые железом крыльца. Внутренние стены храма, алтаря, трапезной и паперти были выкрашены масляной краской и местами расписаны живописными изображениями; наружные стены –оштукатурены и выбелены. Церковь была окружена каменной с железными решетками оградой, покрытой и обшитой железом, с пятью железными воротами; столбы ограды также покрыты железом и обшиты им же, а на каждом столбе и над воротами водружены железные кресты. Внутри располагался деревянный окрашенный кармином иконостас, украшенный вызолоченными резьбой, полуколоннами и рамами, а вверху крестами. В нем имелись деревянные резные царские врата, одинаковые по качеству с иконостасом и иконами. За правым и левым клиросами находились подобные иконостасу заклиросные киоты. На колокольне размещались 5 колоколов.К 1929 г. почти все прихожане Сычевского храма вошли в колхоз, поэтому предполагалось его закрыть. Какое-то время он еще действовал, но в апреле 1933 г. местный сельсовет распорядился запереть церковь и изгнать священника. В это же время Курганским райисполкомом был запрещен колокольный звон пяти колоколов Дмитриевской церкви. Окончательно она была закрыта Челябинским облисполкомом в январе 1936 г. и вскоре разрушена.
В 2001 г. в день памяти Святого Мученика Царевича Димитрия (26 мая по новому стилю) настоятелем Варгашинской церкви Успения Божией Матери иереем Виктором Константиновым решено было установить поклонный крест на месте разрушенного храма, которое теперь представляет собой пустырь на окраине села. Крест был принесен крестным ходом и водружен там, где когда-то находился престол.
