Храм был заложен 4 мая 1833 года протоиереем Благовещенского собора Петром Луканиным. Теплый придельный храм во имя святого Иоанна Златоуста был освящен 8 ноября 1838 года. Главный храм в честь Вознесения Господня был возведен холодным. Его освятили 8 мая 1844 года.
В архитектуре Вознесенской церкви нашли отражение черты провинциального русского классицизма. Направлению свойственны простота, отсутствие лишних деталей, строгость во внешней и внутренней отделке. Здание обычно выполняются в кремовых, бежевых, молочных, бледно-желтых цветах. Для классицизма характерны высокие потолки, простые геометрические формы, функциональность постройки.
Четверик храма с подчеркнутой гладью стен двусветный. Первый ряд представлен двумя полуциркульными окнами, второй — большим полукруглым окном. Основной объем храма завершен полусферическим куполом с луковичной главой на невысоком граненом барабане.
Своеобразие храму придает ярусная колокольня, возведенная над притвором. Первый ярус представлен сильно вытянутым четвериком, грани которого прорезаны полуциркульными арками. Второй — выполнен в виде ротонды.
Декоративное убранство здания было представлено плоскими наличниками — обводами окон, двумя упрощенными портиками на северном и южном фасадах и ступенчатым карнизом с рядом прямоугольных кронштейнов. С западной стороны к притвору примыкал портик из четырех тосканских колонн, не сохранившийся до наших дней.
В совокупности всех частей здание имеет форму креста. В длину храм с колокольней был 16 сажен (), а в ширину — 6 сажен (). Внутри храм был довольно вместительным, светлым, в виде квадратной палаты с круглым куполом.