Первое упоминание о деревянной Успенской церкви в Ельце относится к 1592 году. В 1753 году на её месте был возведён каменный храм, освящённый 25 января того же года. По некоторым данным, обряд освящения главного престола Успенской церкви совершил в 1757 году епископ Воронежский и Елецкий Феофилакт (Губанов). В 1793 году в трапезной части храма был устроен придел во имя Богоявления Господня.
В 1815 году, в связи с планами строительства нового собора на Красной площади, было принято решение о переносе Успенской церкви на новое место. Строительство нового каменного двухэтажного храма велось с 1815 по 1829 годы стараниями священника Георгия Ключарёва и купца Григория Назарова. В 1823 году был завершён и освящён нижний храм в честь Богоявления Господня, а в 1829 году — верхний храм с главным престолом в честь Успения Пресвятой Богородицы.
В период с 1833 по 1841 годы была возведена четырёхъярусная колокольня высотой 79 метров, ставшая одной из архитектурных доминант города. Храм представляет собой образец ампирной архитектуры с элементами классицизма, разработанный, предположительно, одним из лучших столичных архитекторов того времени.
