В 1805 году в селе Костычи, ныне являющемся частью города Октябрьск, был построен деревянный храм в честь Вознесения Господня. Однако в ночь на 19 июля того же года храм сгорел от удара молнии. В том же году, согласно храмозданной грамоте от 5 октября 1805 года, прихожанам было разрешено возвести новый каменный храм на месте сгоревшего. Строительство осуществлялось на средства прихожан и было завершено в 1810 году. Новый храм представлял собой каменное здание с главным престолом, освященным в честь Вознесения Господня, и двумя приделами: во имя святителя Николая Чудотворца и во имя святого пророка Илии.
В последующие десятилетия храм неоднократно обновлялся и расширялся. В 1882 году, по указу консистории от 28 мая, было разрешено обновить внешний вид храма, включая штукатурку стен и окраску внутренних помещений. В 1884 году трапезная часть храма была расширена на средства прихожан, что позволило увеличить его вместимость. В этот же период священник Алексей Афанасьевич Сокольский пожертвовал церкви ценное серебряное одеяние на престол, изготовленное в Москве мастером Михаилом Кондратьевым Спиридоновым.
В начале XX века, с распространением революционных идей, посещаемость храма начала снижаться. После Октябрьской революции 1917 года церковная жизнь в селе Костычи претерпела значительные изменения. В 1922 году, в ходе кампании по изъятию церковных ценностей, храм был разграблен. К концу 1930-х годов здание церкви было перепрофилировано под хозяйственные нужды, а в 1937 году последние священнослужители храма, священник Павел Вениаминович Писарев и дьякон Иван Дмитриевич Савичев, были репрессированы и расстреляны. После этих событий храм был окончательно разрушен, и на его месте была построена прачечная, учитывая близость реки Волги.
В период с 1990-х годов началось возрождение религиозной жизни в Октябрьске. В 1991 году был создан православный приход во имя Смоленской иконы Божией Матери, и местными властями под храм было передано здание бывшего купеческого дома Козлова. Силами верующих и при поддержке городских властей здание было реконструировано под храм, и 5 января 1992 года состоялось первое богослужение. В 2004 году в храм были перенесены мощи схимонаха Пантелеимона, основателя женского монастыря в районе Костычи, а также мощи священномученика Василия, пострадавшего в годы гонений. В 2014 году завершено строительство здания воскресной школы, где дети изучают основы православия и различные дисциплины. В 2015 году храм приобрел современный вид после завершения внешних работ.
