Раньше на этом месте находился храм, освящённый во имя Леонтия Ростовского, по преданиям — самый древний в городе. Считается, что он сгорел во время осады Романова польско-литовскими отрядами.
В 1795 году Вознесенская церковь была построена в камне на пожертвования прихожан. В 1810 году к основному объёму была пристроена колокольня. Имена жертвователей увековечены в настенной летописи храма.
В 1960 году Вознесенскую церковь закрыли, в здании разместили детскую спортивную школу и производственные мастерские. Впоследствии здесь работал склад городского торга. В 1989 году Вознесенскую церковь вернули верующим, здесь проводятся богослужения. Неподалёку расположен Крестовоздвиженский собор.
