В 30-х годах XIX века на северо-западной окраине Бугуруслана была построена новая церковь благодаря усилиям горожан и других благотворителей. Престол, посвященный Успению Божией Матери, освятили 5 сентября 1834 года. Первое описание церкви гласит: "Каменная, без колокольни, с деревянными сводами, куполом и восьмериком под куполом. Теплая, вмещает 250 человек, расположена посреди кладбища, окруженного деревянной оградой. Под церковью 256 кв. м земли, под кладбищем 16,4 га. Штат состоит из священника и псаломщика. При церкви есть сторожка".

В начале XX века священник описал церковь как "простую часовню, снаружи не имевшую вида храма, а внутри скромную и бедную". В 1909 году настоятелем стал священник Николай Олерский. Современники отмечали, что церковь преобразилась: её расширили, украсили новым иконостасом и стенной росписью, а также построили каменную колокольню. В 1915 году при большом скоплении народа на новую колокольню подняли два пожертвованных колокола весом 1687 кг и 1065 кг.

Успенский храм закрыли в 30-х годах XX века, и здание использовалось как склад. В 1946 году храм вернули верующим, которые под руководством протоиерея Алексия Остроумова восстановили его. Богослужения во время ремонта проводились в нижнем ярусе колокольни. В послевоенные годы здесь несколько раз служил митрополит Мануил Лемешевский, в сопровождении келейника Иоанна Снычева, будущего митрополита Санкт-Петербургского и Ладожского.

В 1980-х годах из-за увеличения числа прихожан храм расширили, добавив помещения с южной и северной сторон колокольни, гармонично вписавшиеся в архитектуру. Иконостас заменили, а прежний передали в церковь села Державина. В храме сохранились иконы дореволюционного письма, некоторые из которых написаны на Святой Горе Афон. Также здесь находятся иконы из Покровского женского монастыря и, возможно, из других разрушенных храмов города.

Кладбище, окружающее церковь, является неотъемлемой частью храмового комплекса. Оно, вероятно, старше храма, так как церковь изначально называли кладбищенской. Здесь покоятся как простолюдины, так и именитые личности. Перед алтарем нашли покой священнослужители, служившие в храме. На кладбище также сохранились кресты, венчавшие церковь Михаила Архангела, которые верующие уберегли от поругания.

Храм Успения Пресвятой Богородицы признан историко-архитектурным памятником и включен в список памятников Бугуруслана от 18 мая 1999 года. Это единственный православный храм в городе, который избежал разрушения в годы лихолетья и сохранился до наших дней.