В 1751 году в центре Коптелово был построен деревянный храм в честь Вознесения Господня, что способствовало преобразованию деревни в село. Однако в 1796 году деревянная церковь сгорела. В 1800 году началось строительство каменного храма, который был освящён в 1803 году. Главный престол в честь Вознесения Господня был освящён в 1823 году. В 1884 году был заложен правый придел в честь святого праведного Симеона Верхотурского Чудотворца, освящённый в 1889 году. Храм был украшен фресками в 1886–1893 годах, включая изображение крушения царского поезда 17 октября 1888 года. В храме находилась скульптура Христа в натуральную величину, вырезанная из дерева и подаренная политкаторжанином из Туринска в 1827 году. Колокола, приобретённые в 1899–1900 годах на Гатчинском заводе, были настроены в тоне A-dur и предназначались для Верхотурского Свято-Николаевского монастыря, но были перекуплены коптеловцами. Ранее храм окружала ажурная кованая ограда в белых мраморных столбах.
В 1937 году храм был закрыт, в его помещении разместился клуб. Церковную ограду разломали, а из её мраморных столбов построили овощехранилище. На рубеже 1950–1960-х годов, когда здание храма опустело, его несколько раз пытались взорвать, но разрушить храм так и не получилось.
В 1990-е годы за реставрацию храма взялся основатель Нижне-Синячихинского музея-заповедника И. Д. Самойлов. Удалось лишь предохранить старинное здание от дальнейшего разрушения: укрепили восточную и западную стены, заделали одну арку, связали балкой другую.
С историей Вознесенского храма связана жизнь, служение и мученическая смерть священника Николая Удинцева. В Вознесенском храме отец Николай служил с 1915 по 1918 годы. 25 июля 1918 года отступавшие красноармейцы расправились с батюшкой прямо в алтаре церкви. В начале XXI века Николай Удинцев был причислен к лику святых. Уже в наше время рядом с Вознесенским храмом в память о священномученике установлен Поклонный крест.
