В конце XVIII — начале XIX века на месте будущей площади Кирова находилось обширное болото, заросшее лесом. В первой четверти XIX века начались работы по осушению этой территории, что позволило использовать её для городских нужд. В 1838 году на образовавшейся пустоши, на средства помещиков Алексея Константиновича Карпова, Натальи Александровны Тепляковой и некоторых саратовских граждан, была построена каменная церковь в честь Вознесения Господня. Предположительно, архитектором храма являлся Константин Тон.
В 1864 году к храму была пристроена каменная колокольня, что значительно расширило его архитектурный облик. В последующие годы в церкви были освящены приделы: во имя Богоявления Господня и святителя Митрофана Воронежского. После освящения придела в честь святителя Митрофана церковь в народе стала называться Митрофановской.
В 1910 году рядом с храмом была построена часовня, а к 1912 году освящён третий престол во имя святителя Николая Чудотворца и преподобного Сергия Радонежского. Напротив храма находился двухэтажный причтовый дом, предназначенный для проживания священников, диакона и псаломщиков. При церкви функционировала двухклассная церковно-приходская школа, здание которой, построенное в 1864 году, сохранилось до наших дней и охраняется государством как памятник градостроительства и архитектуры регионального значения.
В 1937 году, в период антирелигиозной политики советской власти, Митрофановская площадь была переименована в площадь имени Н.Г. Чернышевского, а в 1966 году — в площадь имени С.М. Кирова. В эти годы храм и большинство его строений были разрушены. До наших дней от церковных зданий сохранилось лишь одно строение — бывший причтовый дом, в котором до недавнего времени располагалась кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии Саратовского государственного медицинского университета.
В начале XXI века на площади имени С.М. Кирова было принято решение о восстановлении храма святителя Митрофана Воронежского. Строительство нового храма велось с 2005 по 2007 годы. Новый храм был возведён в традициях русской православной архитектуры и стал духовным центром для жителей Саратова.
