Первое упоминание о деревянной единоверческой часовне в селе Молвитино датируется 1849 годом. История создания кирпичного храма связана с именем выпускника Костромской Духовной Семинарии, протоирея Алексея Михайловича Иорданского. В 1861 году, прибыв в Молвитино, отец Алексей начал строительство каменного храма на месте старообрядческой моленной, которая уже сильно обветшала. В 1876 году новый храм с приделами в честь Вознесения Господня и Покрова Пресвятой Богородицы был завершён и освящён. На момент начала строительства приход насчитывал лишь 100 человек, в то время как в Воскресенском приходе было несколько тысяч прихожан. В 1882 году рядом с церковью возвели шатровую колокольню, а в 1901-1904 годах построили новую трапезную с приделом во имя святителя Николая Мирликийского. Проект разработал архитектор Н.И. Горлицын. Храм строился на пожертвования двух купцов, прихожан церкви, Андрея Александровича Сандалина и Василия Ивановича Зинина.

В 1930-е годы храм был закрыт и осквернён. В его помещении поочерёдно размещались столярная мастерская, склад, хлебопекарня, а под конец советской эпохи даже пивная. За это время храм пострадал, и колокольня была снесена. В 1990 году здание церкви передали верующим, и в нём начали проводить богослужения, ставшие единственными в посёлке Сусанино. Рядом с храмом сохранились сторожка, богадельня и дом причта. Основное здание представляет собой двусветный двустолпный четверик, завершённый декоративным пятиглавием. Главный престол, Покровско-Вознесенский, в трапезной находится св. Никольский придел.