Первое упоминание о церкви Успения в Павшинской слободе содержится в грамоте царя Михаила Федоровича, выданной в 1624 году тульскому осадному голове Ивану Васильевичу Зыбину. В документе она названа «храм Успения Пресвятой Богородицы и Николы чудотворца за острогом против Флоровских ворот». В то время церковь была деревянной. Из грамоты можно сделать вывод, что церковь Успения была построена в первой четверти XVII века на месте упраздненной Благовещенской церкви, находившейся дальше от острога. В 1720 году прихожане и священнослужители обратились к митрополиту Коломенскому и Каширскому Иоанникию с просьбой о строительстве каменного храма вместо обветшавшей деревянной церкви. Храмозданная грамота предусматривала строительство «глав круглых, чешуйчатых, алтари круглые по новоизданному повелительному образцу». Возведение нового храма завершилось в 1733 году. На иконостасе, стоявшем у северных дверей алтаря, была надпись о том, что храм построен в 1733 году при поддержке туленина Герасима Авксентиева Пастухова. Иконописец Семен Фалеев Калуженин с учеником участвовали в его оформлении. Купцы Пастуховы были известны как щедрые прихожане церкви. Со временем каменная Успенская церковь обветшала и требовала расширения. Реконструкция была задумана в 1790 году, но началась только в 1808 году из-за нехватки средств. Работы завершились к 1812 году, церковь получила железную кровлю и новую трапезную с двумя приделами. Финансировали это купцы Сушкины: Николай Осипович, Иван Петрович, Фока Никитич и его сын Никита.

В 1814 и 1816 годах на средства прихожан была построена колокольня под надзором Евдокима Васильевича Бровкина. На колокольне было семь колоколов, самый большой из которых, весом 218 пудов, был отлит в 1859 году на заводе Н. И. Черникова. При храме также были построены каменная часовня в 1810 году и богадельня в 1845 году на средства И. Д. Сушкина. В 1863 году в богадельне проживали 12 человек. И. Д. Сушкин потратил значительные суммы на устройство иконостасов и приобретение икон для храма. В 1876 году были пристроены ещё два придела, освященные в октябре. Средства на это пожертвовал Петр Иванович Сушкин. П. И. Малицкий отмечал, что благодаря усилиям братьев Сушкиных церковь была богато украшена, особенно выделялась одежда на главном престоле из серебра с позолотой.

В 1915 году в приделах установили новые иконостасы, средства на которые выделил Александр Васильевич Пуговкин. Старые иконостасы передали в церковь села Новоспасское. Пуговкин также приобретал иконы и серебряные оклады, содержал церковный хор. С 1887 года при храме действовала церковноприходская школа.

Переулок, ведущий к церкви, назывался Успенским, но в 1923 году его переименовали в Павшинский. Церковь закрыли в 1930-х годах. В 1961 году в здании бывшей церкви разместилась Тульская станция обслуживания автомобилей. В 1991 году здание было признано памятником истории и культуры регионального значения. Сейчас оно находится в управлении ОАО «Управляющая компания города Тулы» и используется для размещения его подразделений.