Закладка храма состоялась 15 августа 1895 года вблизи станции Узловая Сызрано-Вяземской железной дороги. Инициатива строительства принадлежала местному церковно-приходскому попечительству, которое предложило посвятить храм памяти Успения Пресвятой Богородицы. В этот день священнослужители из соседней церкви села Супонь совершили крестный ход к месту закладки, принеся с собой икону Калужской Божией Матери. Многочисленные верующие, собравшиеся на церемонию, внесли пожертвования на строительство храма.
Спустя четыре года, 5 августа 1899 года, епископ Тульский и Белевский Питирим торжественно освятил новопостроенную церковь-школу во имя Успения Божией Матери. Храм был возведен на добровольные пожертвования прихожан и представлял собой каменное здание, покрытое железом, с одним престолом, посвященным Успению Пресвятой Богородицы. В клировых ведомостях того времени отмечалось, что церковь "во всем крепка" и "утварью достаточна".
В 1900 году при храме была основана церковно-приходская школа, в которой к 1915 году обучалось 48 мальчиков и 39 девочек. Кроме того, в приходе функционировали двухклассная школа Министерства Народного Просвещения, учрежденная в 1878 году, и земская трехкомплектная школа, открытая в 1912 году. К Успенской церкви была также приписана часовня при станции Узловая, построенная в память царствования Александра II.
Однако уже к 1913 году в клировых ведомостях появились записи о ветхости здания храма и необходимости его существенного ремонта. В частности, отмечалось, что церковь "требует существенного ремонта", а колокольня была деревянной и временной.
5 декабря 1928 года постановлением президиума Тульского губернского исполнительного комитета церковь была ликвидирована, а здание передано Узловскому райисполкому для использования под школу. В последующие годы храм был переоборудован в клуб при станции Узловая.
В 1994 году, по просьбе Тульской епархии, храм был возвращен православным верующим. В 1995 году состоялось первое приходское собрание, и в том же году в храме возобновились регулярные богослужения.
