Satul Dimăcheni se află pe partea dreapta a râului Jijia,la o disțantă de 13 km. depărtare de orasul Dorohoi. Prima mențiune asupra exisțenței acestui sat este făcută în anul 1487,prin care domnitorul Ștefan cel Mare și Sfânt confirmă lui Ivancea Bilici si surorii sale Anușca, stăpînirea satelor Bârgăieni pe Moldova o parte din Verbea pe Jijia si Corlăteni. Satul este așezat pe o coastă de deal ,iar în partea de vest cu un iaz si se termină la izitura lui Ștefan cel Mare ,în marginea Corlătenilor și a Dimăchenilor.
Biserica se află pe o peninsulă ; La 2-3 km.de ea este așezat satul Verbea pe Jijia, unde Mihai Viteazul a infrânt in 1600 armatele lui Ieremia Movilă.
În anul 1612,iulie,19,hatmanul Balica,care insoțea pe domnul Constantin Movilă în Polonia ,este prins de Ștefan Tomșa si decapitat.
În anul 1852, Dimache produce o serie de documente care nu au fost găsite, dar care o parte din ele au rămas la Elena Docan,fiica lui Dimache .
Satul în vechime se numea Căcăceni, iar Ioan Dimache a schimbat numele în Dimăcheni ,după numele său. Pe candela de la icoana Sf.Nicolae se găsește numele Căcăceni .Iată inscripția :”Acest Ibulum sat s-a făcut pentru Biserica din Căcăceni 1849, Axinte si Maria”.
Data construcției Bisericii nu se cunoaște. Se presupune ,după spusele Elenei Docan , că temelia ar fi pusă de Ștefan cel Mare, care a făcut și izitura de la Corlăteni , iar pe locul unde a fost conacul boieresc și Biserica de astăzi, Ștefan ar fi avut o mică garnizoana.
După o inscripție de la Mănăstirea Sucevița se spune că a fost zidită de Isak Balica după cum se găsește în inscripția din pridvor.
Biserica propriu-zisă a fost zidită înaintea anului 1612, când hatmanul Balica a fost decapitat. O legendă spune că ,piatra de temelie a Bisericii a fost pusă de Ștefan cel Mare, după un razboi cu tătarii pe apa Jijiei,langă Verbea.
Biserica este zidită din piatra si căramidă ,iar acoperișul din tablă zincată.
Ctitorii Bisericii sunt: hatmanul Balica Isak , Ioan și Profira Dimachi și Elena Docan.
Biserica este în formă de cruce; pereții la exterior prezintă urme ale unor arcade înfundate, iar acoperișul în formă de șarpanta,având două turnuri: unul deasupra Naosului si celălalt deasupra Pronaosului . Ambele turnuri au deasupra căte o cruce de fier.
Biserica este sprijinită de patru contraforturi ,două pe parțile laterale ale Naosului si două la Altar. În partea de sud se află construit un pridvor de zid ce a fost făcut mult mai tirziu decât restul construcției. Din pridvor, printr-o ușa masivă se pătrunde în pronaos.
În interiorul Bisericii, pereții sunt văruiți în alb ,iar pardoseala este din piatră.
În Pronaos este construit Cafasul ce se sprijină pe grinzi de fier ale căror capete sunt fixate în pereții laterali ai Bisericii. O scară de lemn în spirală duce în cafas și de aici în turnul Clopotniței.
Altarul are formă semicirculară. Lumina pătrunde printr-un geam mare în formă dreptunghiulară situat spre răsărit și prin două gemulețe mai mici fixate direct în zid.Tot aici se afla două firide și un spălator construit din piatră. Proscomidiarul este deasemenea construit în perete având un colț în formă de stâlp.
Biserica este lipsită cu totul de pictură murală.
Scheletul catapetesmei este din lemn de tei. Icoanele sunt pictate în ulei în stil bizantin influiențat de stilul apusean. Pictura lor a fost executată de Vasile Mihai în anul1834. Orinduirea icoanelor pe catapeteasmă, urmează regula clasică a tipicului Bisericii Ortodoxe.
De aceasta Biserică sunt legate fapte de cultură de o deosebită importanță. Intre anii 1935, 1949, 1959 s-au facut diferite lucrări de intreținere.Tradiția spune că, Elena Docan a vândut Moșia Călugăreni din județul Botoșani de o mie(1000) de fălci și a plătit pictura catapetesmei.
Sub piatra pe care este așezată icoana Maicii Domnului din pridvor,se află mormântul lui Nicolae Dimachi.
După anul 1989 s-a înnoit gardul ce înconjoară Biserica si s-a pus instalație electrică de iluminat.
Dacă pâna la anul 1950 , Biserica avea în proprietatea ei circa 16 ha de teren agricol , în anul 1991 , prin Legea 18 s-a primit 5 ha de teren agricol, iar în anul 2006 s-a primit 11,04 ha.
În anul 2000 s-a început reparația tencuielii exterioare a Bisericii. S-au reparat cele două turnuri si s-a schimbat stolaria la geamuri cu profile termopan din aluminiu. Din 2007 s-au continuat reparația tencuielii si a pridvorului.
