Основано в 1830 году русскими и украинскими крестьянами-переселенцами[4].
Казённая деревня Дмитриевка (она же Красный Яр) упоминается в Списке населенных мест Российской империи по сведениям 1859 года. В 1859 году в населённом пункте проживало 467 жителей. Деревня относилась к Новоузенскому уездуСамарской губернии[5].
Согласно Списку населённых мест Самарской губернии 1910 года Дмитриевка относилась к Куриловской волости, здесь проживало 426 мужчин и 424 женщины, село населяли бывшие государственные крестьяне, преимущественно русские, православные, в селе имелись церковь, 2 земские смешанные школы, 3 ветряные мельницы[6].
21 февраля 1921 года Дмитриевка была занята бандой Вакулина, откуда уже под руководством Попова двинулась дальше на север на Осинов Гай[4].
При Советской власти Дмитриевка стала центром одноимённого сельсовета и колхоза имени Калинина. В Великую Отечественную войну на средства, собранные колхозниками села были построены боевые самолёты и целую танковую колонну. Из 450 ушедших на фронт жителей села более 200 не вернулись домой[4].