Вознесенская церковь расположена на горе Волкуше, к югу от Троице-Сергиева монастыря, в бывшей Иконной, или Вознесенской, слободе. Изначально здесь стояла одна деревянная церковь, но к началу XVIII века их стало две: одна была посвящена Вознесению Христову, а другая, Трем Вселенским святителям. В 1766 году началось строительство новой каменной церкви, которая планировалась двухэтажной, но в итоге была возведена одноэтажная холодная церковь Вознесения Господня с теплой трапезной и колокольней, освященная в 1779 году.

При церкви, как и при Рождественской, была женская богадельня, открытая в 1853 году на средства купца Алексея Егоровича Ерофеева, рассчитанная на 12 человек. Вознесенская церковь повторяет традиционную схему приходского храма и состоит из низкого двусветного четверика с небольшой главкой, вместительной трапезной с двумя приделами, в честь Трех Вселенских святителей и иконы Богоматери "Всех Скорбящих Радость", а также трехъярусной столпообразной колокольни. Геометрические формы церкви смягчены фигурными криволинейными кровлями четверика, алтаря и колокольни.

Фасады здания украшены сдвоенными пилястрами, плоскими наличниками и тонкими лентами профилированных карнизов, но декоративное убранство маловыразительно. Колокольня, западный фасад которой близко к красной линии проспекта, выглядит более нарядно благодаря русту на нижнем ярусе и аркам второго и третьего ярусов, дополненным крестообразными и круглыми окнами.

В целом, приземистый и массивный храм Вознесения Господня является последним памятником барокко в городе и, вероятно, наименее удачным среди посадских церквей.