По данным краеведа Александра Базаева, в 1606 году Кологреево было вотчиной свияжского жильца С.И. Кологривова. Впоследствии селом владели Лопатины, Кошелевы, Ивашовы, Глебовы, Тредиаковские, Шарыгины и Докторовы. В 1861 году освобождением крестьян занимались полковница Анастасия Розальон-Сошальская, коллежский асессор Иван Кондратьевич Рыбников и Муратовы. Согласно «Адрес-календарю Нижегородской Епархии» за 1904 год, в селе действовали министерская школа и каменный храм. Главный престол был посвящен Успению Божией Матери, а теплые приделы, святому Иоанну Крестителю и пророку Илье.

Объект датируется 1813 годом.

21 мая 2017 года в Ардатовском благочинии произошло значимое событие, Успенская церковь в Кологреево вновь открыла свои двери для прихожан. На первую Божественную Литургию собрались более ста человек из местных жителей и соседних деревень. Праздничное богослужение провел протоиерей Алексий Веснин, помощник благочинного Ардатовского благочиния.

В 2015 году было принято решение восстановить храм, используя остатки колокольни. Преосвященнейший епископ Выксунский и Павловский Варнава благословил настоятеля соседнего села, отца Алексея Веснина, на восстановление Успенской церкви. По словам батюшки, с Божьей помощью нашлись необходимые материалы и рабочие руки. В настоящее время из кирпича возводят алтарную часть, а затем планируют построить два придела: правый, посвященный святому Иоанну Крестителю, и левый, пророку Илье. Всего за полтора года храм был полностью восстановлен. Алексей Веснин поздравил сельчан с открытием церкви и вручил благодарственные письма благотворителям, чья поддержка сделала это событие возможным.