В 1734 году жители местной слободы обратились к астраханскому епископу Иллариону с просьбой разрешить строительство храма в честь Рождества Христова. Получив благословение, они решили возвести храм на возвышенности, расположенной к северу от слободы за Аптекарским садом. Этот выбор был обусловлен отсутствием в слободе подходящего сухого места для строительства. С северной стороны возвышенности находился большой ильмень Бляблин, а на южном склоне располагались Аптекарский сад и сады местных жителей. Поэтому церковь долгое время называли «Рождества Христова, что в садах».

Точное время освящения первого храма неизвестно, но в 1738 году он уже существовал и имел придел в честь Святителя Николая Чудотворца. Позже жители Рождественской слободы захотели построить каменную церковь. 30 декабря 1759 года на Рождественском бугре была освящена новая каменная церковь. Каменный придел в честь Святителя Николая Чудотворца освятили 26 апреля 1765 года. В 1845 году этот придел разобрали, а церковь перестроили по новому плану с двумя боковыми приделами. Перестроенный храм освятил 21 октября 1845 года астраханский епископ Евгений Баженов. Приделы освятили: северный в честь Святителя Николая 16 ноября 1844 года спасским архимандритом Вассианом Чудновским, а южный в честь иконы Божией Матери «Неопалимая Купина» в тот же день архиепископом Смарагдом Крыжановским. Все работы по перестройке и устройству боковых приделов были выполнены на средства астраханского купца Ивана Ивановича Плотникова, умершего в 1844 году. Его сын Николай Плотников завершил строительство, потратив более 80 тысяч рублей. В 1896 году начались работы по расширению храма, завершённые в следующем году. Была расширена трапеза с переносом боковых алтарей на один уровень с центральным. Полностью перестроили второй ярус колокольни. В 1911 году над храмом возвели новый деревянный купол, обитый железом и оштукатуренный изнутри. В 1923 году храм захватили обновленцы. В 1938 году церковь закрыли советские власти, и в том же году колокольню разобрали. В октябре 1946 года храм передали старообрядческой общине Белокриницкого согласия, которая до 1917 года имела в Астрахани деревянный храм Покрова Божией Матери с высокой колокольней. Этот храм снесли в 30-х годах, а на его месте построили комплекс зданий для КГБ, ныне ФСБ. Старообрядцы переименовали храм из Вознесения Господня в церковь Покрова Пресвятой Богородицы.

В 2014 году начались работы по воссозданию колокольни и реставрации храма по программе министерства культуры Астраханской области. Трудно сказать, как выглядел храм изначально, так как в конце XIX и начале XX века он был полностью перестроен. Можно предположить, что он был выполнен в стиле классицизма, с характерным делением пространства на притвор, трапезу, храм и алтарь. Боковые приделы находились по бокам трапезы. После перестройки храм объединили с трапезой в один кубический четверик, на котором покоился барабан «восьмерик», что напоминало древнерусский стиль. Перестроенная колокольня была увенчана шатровым верхом, что также указывало на обращение к прошлому. Завершением перестройки стало изменение формы купола в 1911 году, что придавало церкви более воздушный вид и напоминало древнерусское зодчество.

Внутренние росписи храма были выполнены в 1845 году и обновлены в 1906 году. В этом же году пол был выложен узорчатой плиткой, устроены три мозаичных амвона и мозаичное крыльцо. Все три иконостаса были изготовлены в 1897 году, трёхъярусные и вызолоченные на полимент.