Село Большое Алексеевское имеет глубокие исторические корни. В XVI веке оно являлось центром дворцовой волости. Первое документальное упоминание о селе датируется 1627 годом, где отмечается наличие двух деревянных церквей: во имя пророка Илии и святителя Николая Чудотворца. Со временем церковь Николая Чудотворца пришла в упадок и перестала существовать.
В 1715 году на средства прихожан в селе была возведена каменная церковь Успения Пресвятой Богородицы. Этот факт подтверждается «Экономическими примечаниями» от 1774 года. Храм имел приделы во имя преподобного Сергия Радонежского и святителя Алексия, митрополита Московского.
В 1801 году, благодаря стараниям княжны Касаткиной-Ростовской, храм был капитально перестроен. Архитектурный стиль церкви относится к классицизму. Основное здание представляет собой однокупольный храм с трапезной и колокольней. В трапезной были устроены два придела: левый — во имя святителя Алексия, митрополита Московского, и правый — во имя преподобного Сергия Радонежского.
В начале XX века церковный староста Иван Афанасьевич Мамонов, владелец местной ткацкой фабрики, внёс значительный вклад в развитие храма. В 1903 году на его средства церковь была расширена за счёт использования пустующих помещений, существовавших с момента постройки, чтобы вместить увеличивающееся число прихожан. Мамонов также организовал при храме хор, известный в округе своим мастерством. В 1909 году он построил для священника новый деревянный дом на каменном фундаменте, а в 1911 году — каменную сторожку рядом с церковью.
В 1937 году, в период антирелигиозной политики советской власти, храм был закрыт. В 1939 году колокольня была разрушена, а купольная часть четверика перестроена и разделена на два этажа. Здание церкви использовалось как сельский клуб: в алтаре разместилась детская библиотека, под купольными сводами репетировал духовой оркестр, а на месте придела святителя Алексия была устроена сцена.
В августе 2004 года было принято решение о возвращении Русской Православной Церкви помещения алтаря и части четверика, которые занимала библиотека. Однако освободить эти помещения удалось только в январе 2006 года благодаря усилиям протоиерея Виктора Сидорина, настоятеля Тихвинского храма села Авдотьино. 18 января 2006 года в храме было совершено великое водосвятие, а 21 января — обедница. В сентябре 2007 года в храме возобновились регулярные богослужения.
