Первоначально на месте будущего храма в 1713 году была возведена деревянная церковь во имя Успения Пресвятой Богородицы. К началу XIX века она пришла в ветхость и была разобрана в 1836–1837 годах. На её месте в 1837–1844 годах была построена каменная церковь с двумя приделами: Святителя Дмитрия Ростовского и Святой Великомученицы Екатерины. Строительство осуществлялось на средства купца Д.П. Иконникова.
Архитектурно храм представлял собой массивное здание в позднеклассицистических формах, напоминающее Троицкий собор в Кинешме. Он имел квадратный в плане объём, установленный на высокий стилобат, с аттиковым ярусом и пятью крупными главами, центральная из которых была световой.
В 1933 году, в связи с запретом колокольного звона, с колокольни были сброшены и разбиты колокола. Летом 1934 года Горсовет принял решение об изъятии храма у церковной общины. 13 сентября 1934 года здание было занято под склад овса и льносемян. В период с февраля по июль 1935 года с храма были сняты кресты и купола. В таком виде здание простояло до его разборки в 1964 году, связанной с затоплением территории города при создании Горьковского водохранилища.
В 2014 году началось строительство нового храма Успения Пресвятой Богородицы в Летнем парке города Пучеж, недалеко от места расположения утраченного в советские годы кладбища. Выбор места обусловлен тем, что в 100 метрах к востоку от места строительства, на месте обелиска Славы, до начала 1960-х годов находился одноимённый храм.
