История храма тесно связана с Онуфриевой пустынью — мужским монастырём, основанным в XVI веке на берегу Тростенского озера. Первое письменное упоминание об обители относится к 1504 году, когда великий князь Иван Васильевич в межевой грамоте отметил её существование. В 1649 году монастырь описывался как значимое сооружение с каменными постройками, включая церковь, трапезную, колокольню и жилые помещения. Однако в 1658 году, по указу царя Алексея Михайловича, Онуфриева пустынь была упразднена, а её земли переданы Саввино-Сторожевскому монастырю. После этого монастырская церковь Успения Пресвятой Богородицы стала приходской, а поселение вокруг неё получило название села Онуфриево.
Существующее каменное здание Успенской церкви было возведено в 1677 году. Архитектурный облик храма претерпевал изменения на протяжении веков. Изначально это был двусветный бесстолпный четверик с купольной кровлей и декоративной главкой, трёхчастным алтарём и небольшой трапезной. В XIX веке к храму была пристроена трёхъярусная колокольня в стиле классицизма. В 1905 году с северной стороны был добавлен придел во имя святителя Николая Чудотворца, построенный на средства прихожан в ознаменование сохранения здоровья императора Николая II. Также существовал придел преподобного Онуфрия.
В конце XIX — начале XX века приход храма значительно расширился, что потребовало увеличения пространства для молящихся. В этот период была расширена трапезная часть церкви, а также внедрена система духового отопления, что улучшило условия для проведения богослужений в холодное время года. Внутренние стены храма были окрашены и украшены картинами.
В 1922 году, в период изъятия церковных ценностей, из Успенской церкви были конфискованы ценности. Несмотря на это, храм продолжал функционировать до 1930-х годов. В 1930-х годах церковь числилась в списке архитектурных памятников Истринского района. Однако в начале 1941 года планировалась передача церкви под школу.
Во время Великой Отечественной войны, осенью 1941 года, при отступлении советских войск, Успенская церковь была взорвана. Командование Красной армии посчитало, что здание может послужить ориентиром для немецкой артиллерии, поэтому было принято решение о его уничтожении. После войны храм не был восстановлен, и на его месте долгое время оставались руины.
В 2004 году, к 500-летию села Онуфриево, местные жители провели несколько субботников, очистили и выровняли площадку, где ранее стояла церковь. 26 июня 2004 года, по благословению митрополита Крутицкого и Коломенского Ювеналия, состоялся чин закладки нового храма-часовни в честь Успения Божией Матери. Территорию строительства оградили забором, в центре участка установили деревянный крест.
