Храм в честь Вознесения Господня, известный как Леонтьевская церковь, расположен на южной окраине города Тутаева. Исторически местность называлась «Леонтьевка» из-за находившегося здесь деревянного храма Леонтия Ростовского. В 1743 году холодная деревянная Вознесенская церковь сгорела, а теплая церковь с приделом Параскевы Пятницы простояла до постройки нового каменного храма.
Каменный пятиглавый храм был возведен в 1795 году на средства романовского купца Григория Карповича Сырейщикова и прихожан. Нижняя, теплая церковь с главным престолом в честь иконы Пресвятой Богородицы «Знамение» и приделом великомученицы Параскевы была освящена сразу. Верхний летний храм достраивался в течение двадцати лет и был освящен в 1815 году.
В 1880 году в верхнем храме был устроен придел во имя святителя Леонтия Ростовского и Преподобного Сергия Радонежского на средства церковного старосты Михаила Сергеевича Новикова. Храм неоднократно ремонтировался и обновлялся, в нем сохранялись древние иконы, включая особо почитаемый образ великомученицы Параскевы Пятницы.
В 1941 году настоятель храма иеромонах Николай (Воропанов) был арестован и расстрелян по сфабрикованному делу. Церковь закрыли в 1960 году, а здание использовалось для светских нужд. В 1989 году храм был возвращен верующим, и с тех пор в нем возобновились богослужения. В 2012 году проведена реставрация фресок в верхнем храме.