Точная дата построения церкви Вознесения Господня на ул. Ильинской неизвестна, однако впервые она упоминается в Сотной грамоте под 1621-1622 гг. В то время она была еще деревянной и числилась приходским храмом Ямской слободы.
Как писал знаменитый нижегородский краевед и историк Н.И. Храмцовский в своем «Кратком очерке истории и описании Нижнего Новгорода» (впервые издан в 1857-59 гг.), «настоящее здание ее построено в 1715 году монахом Тихоном, который был ризничим у патриарха Адриана. Некоторые полагают, что это был Тихон митрополит Казанский, но в подписи на воздвизальном кресте, находящемся в главном алтаре Вознесенской церкви, сказано, что строитель ее монах Тихон до поступления в монастырь был ее прихожанином и что он скончался в Макарьевском Желтоводском монастыре.
Новая Вознесенская церковь в первый же год построения лишилась всего благолепия во время пожара 1715 года, но вскоре ее обновили за свой счет прихожане-ямщики Григорий и сын его Никита Беспаловы; они, исправив храм, снабдили его изобильно ризницей, утварью и книгами. Могилы этих строителей, находящиеся близ самой церкви, сохранились и поныне; над ними устроен саркофаг из кирпича, на котором положена чугунная доска с надписью»
Во времена Петра I к приходу относилась богадельня, где помогали нищим, а в апреле 1845 года при храме открылся детский приют.
Храм был построен на деньги прихожан; главный престол нового храма, как и в прежней церкви, был посвящен Вознесению Господню. Правый придел был освящен во честь иконы Божией Матери «Неопалимая Купина» (как и в прежнем храме) и св. мученицы Татианы (в память главной благотворительницы храма Т.И. Рябининой). Левый придел освятили во имя святителя Николая и в честь Черниговской иконы Божией Матери. Иконостас церкви состоял из шести ярусов, и занимал не только алтарную перегородку, но и две смежные стены.
Когда старое здание обветшало, рядом с ним было возведено новое, сохранившееся до нашего времени. За основу был взят «образцовый» проект Константина Андреевича Тона (1794-1881 гг.) — архитектора, спроектировавшего храм Христа Спасителя в Москве.
По утвержденному 5 марта 1874 года проекту архитектора И.К. Кострюкова Вознесенскую церковь перестроили, расширив трапезную, но сохранив часть старых стен, возвели пятиглавие, укрепили фундаменты. 22 мая 1875 года (по старому стилю), в праздник Вознесения Господня, преосвященный Иоанникий (Руднев), правящий архиерей Нижегородской и Арзамасской кафедры. Интересно, что различные элементы убранства старого храма были пожертвованы в строившуюся в то время церковь села Саблукова Арзамасского уезда.
В годы перед революцией храм был одним из самых богатых в городе, здесь были писаные иконы, украшенные золотом и драгоценными камнями — состоятельные прихожане, жившие на респектабельной купеческой улице щедро жертвовали на Вознесенскую церковь.
Увы, в 1925 году. богослужения в храме прекратились. Постановлением Нижегородского крайисполкома от 30.05.1931 года церковь была закрыта, а в 1935 году ее здание передали под архивохранилище библиотеки им. В.И. Ленина. Впоследствии в здании были складские помещения, отдел периодических изданий областной научной библиотеки, а в подвальном помещении - жилые квартиры и туристический клуб. В 2004 году храм был возвращен Нижегородской епархии, в подклете освящен Елизаветинский придел, в котором начали проходить богослужения.
В 2022 году была завершена основная часть восстановительных работ — заново покрыты росписями стены храма, воссоздан иконостас и восстановлен мозаичный пол. На очереди — реконструкция подвального помещения.
При подготовке раздела были использованы материалы из книги О.В.Орельской, С.В. Петряева «Улица Ильинская. В русле старого Започаинья». Нижний Новгород, 2018.