Первая Вознесенская церковь упоминается деревянной в кон. XVI в. При ней находилась тёплая Богоявленская, оба храма были сожжены в Смутное время и после восстановлены (Вознесенская в 1624, а Богоявленская в 1709). Позднее Богоявленская церковь перенесена в холодную как придел. Первый каменный храм построен в 1751 вместо сгоревшей деревянной церкви на средства прихожан. В 1818 планируется строительство более вместительной церкви по проекту арх. Н. Легранда (не состоялось из-за нехватки средств). Настоящая каменная церковь построена по проекту И. Ф. Львова в классическим стиле на средства купцов И. Ф. Татаринцева и Ф. Н. Боброва. При строительстве была частично использована кладка прежнего храма, оставлена старая колокольня (1805), устроен третий южный придел (Антония и Феодосия Печерских). Церковь закрыта в 1935, здание передано областному краеведческому музею. В 1941 храм открыт на короткое время, в 1972 использовался как выставочный зал, частично перестроен внутри. В 1991 церковь возвращена верующим, получила статус собора.