Проект храма разработал архитектор Константин Андреевич Тон, известный созданием Храма Христа Спасителя в Москве. Строительство завершилось в 1851 году, и храм был освящён.
Архитектурно здание было выполнено в русско-византийском стиле, характерном для проектов Тона. В 1857 году рядом с церковью возвели шатровую колокольню с проездной аркой. В 1870-х годах по обеим сторонам колокольни пристроили помещения, в которых разместилась богадельня. В 1900 году храм расширили за счёт обширной пристройки, завершённой куполом.
В 1928 году, в период антирелигиозной политики советской власти, здание церкви передали под центральную библиотеку. В ходе переоборудования были снесены купола и проведена внутренняя перепланировка. Однако уже в следующем году здание снесли, и на его месте построили фабрику-кухню «Нарпит». В настоящее время на этом участке расположен дом № 43 по проспекту Ленина.
В начале XXI века возникла инициатива по восстановлению храма. В 2005 году, по благословению архиепископа Иваново-Вознесенского и Кинешемского Амвросия, началось строительство нового храма Вознесения Господня на площади у железнодорожного вокзала города Иваново. Место для строительства выбрали в центре города, учитывая невозможность восстановления храма на его историческом месте.
