Основание Вознесенской церкви можно считать одновременным с началом строительства новой Табынской крепости. В 1696 году царь Петр Алексеевич издал указ о переселении стрельцов на пристанскую поляну и строительстве нового острога с выделением земель и угодий. Уже в 1698 году стольник Дмитрий Иванович Молостов заложил новопостроенный город в Уфинском уезде на пристани.

Скорее всего, в это же время появилась первая Вознесенская церковь. Ее название выбрано не случайно: с одной стороны, в память о погибшей в 1648 году Вознесенской пустыни, с другой, на ключах еще существовала Пречистинская церковь, где находилась Табынская чудотворная икона, вероятно называемая народом "явленной".

Хотя новый острог был не полностью построен, он выдержал две осады, и в 1708 году, когда были разрушены близлежащие Соловарный городок, завод и Пречистинский монастырь, стал опорой на южных рубежах. В это время нелегко пришлось и Вознесенскому храму, и никто не мог предположить, что пропавшая Табынская икона выберет его своим местом. О первом храме почти ничего не известно. Существует лишь легенда, что он был построен первыми казаками и стал приходским в деревне, называемой тогда монастырской. Храм был небольшим, и по преданию, именно на его месте сейчас находится часть современной Вознесенской церкви. Он был меньше трапезной, размером около 15х15 метров.

14 июля 1736 года была построена крепость с пятью бастионами, и тогда же возобновлен Вознесенский храм: "земляной город о пяти бастионах и церковью Вознесения".

Вознесенская церковь, построенная при Иване Кирилловиче, была деревянной, как и весь Табынск. На плане 1769 года, составленном подпоручиком Никитой, видно, что участок под церковь был около 60х70 метров. Храм стал больше, около 20х30 метров, без ярко выраженной колокольни и трапезной. Алтарь имел длину около 6 метров и ширину на весь храм. Алтарная апсида вмещала все три придела. Именно в этой церкви произошло третье и последнее явление чудотворной Табынской иконы Божией Матери, где она прославилась и стала называться Табынской.

В 1793 году в Табынске случился пожар, и церковь, построенная при И. Кириллове, сгорела. Однако святая икона и антиминс были вынесены из храма вовремя. В 1828 году Вознесенская церковь сгорела во второй раз, когда святая икона была унесена на святые ключи. Антиминсы спас казак по фамилии Кадошников.

Каменный храм был построен в 1848 году, когда крепость и земляные валы уже срыли.

Табынские старики рассказывают, что для строительства церкви на другом берегу Белой построили два кирпичных завода. Кирпич долго готовили, формовали и сушили, а затем обжигали в печах. Известь жгли на горе Воскресенке, которую также называли "Шиханом".

По данным И. Златоверховникова, в 1897 году Вознесенская церковь была каменной, построенной в 1848 году с приделами Казанской Божией Матери и Святого Николая Чудотворца. К ней были приписаны четыре приходских деревни, в селе находились два земских училища: мужское и женское. Храмовая земля составляла 92 десятины. В 1914 году причт села состоял из четырех священников и четырех псаломщиков. Также было открыто Табынское городское четырехклассное училище на средства Ивана Кузнецова, земская больница, ветеринарная лечебница, почтово-телеграфное отделение и фотоателье Ступина И.С. Имелись производства: салотопенное, свечное, сыромятное, маслобойное, красильное и кожевенное.

Табынская церковь была самой богатой в Уфимской епархии по доходности.

В 1905 году в Табынск привезли большой колокол весом 200 пудов.

Архитектура Вознесенской церкви сама по себе является раскрытой книгой ее истории. В современном состоянии, когда обнажилась старинная кирпичная кладка полуразрушенных стен, можно определить некоторые детали декора и без фотографий.

Церковь выполнена в классическом стиле того времени. Основные размеры предыдущих храмов совпадают с современными, что говорит о наличии каменного фундамента, на котором позже был сооружен храм 1828 года и каменный 1848 года. Хотя это утверждение не строгое.

Первоначально церковь состояла из квадратного трехнефного храма с апсидой, без колокольни, повторяя в плане церковь 1736 года. Судя по различию декоративных украшений и оконных проемов, позже с восточной стороны к храму пристроили новый, уступающий по ширине, с крупным световым барабаном и прямоугольной апсидой алтаря. Прежний храм превратили в трапезную, где остались алтари Казанской Божией Матери и Николая Чудотворца.

Купол нового храма не был окружен колоннадой, как колокольня. Возможно, это решение было связано с подвижкой фундамента, из-за которой купол рухнул при реконструкции 1950-х годов.

После возведения двухэтажных пристроек сторожки и крестильной по сторонам основания колокольни, она слилась в единый массив. Сторожка всегда принимала странников и паломников. На втором этаже находилась ризничная, вход в которую был из храма.

Здание построено из самодельного кирпича размером 25х13х7,5 см, а сторожка и крестильная, из плитняка.

На северном и южном фасадах храма были входы в виде портика с двумя колоннами. Два прямоугольных окна по бокам украшались круглыми оконцами второго яруса. Левее входа находились три больших квадратных окна трапезной. Квадратное окно сторожки с полуциркульным остекленным проемом второго этажа воспринимается как единое двухъярусное окно.

В архитектуре доминирует трехъярусная колокольня, окруженная восемью столбами, уравновешивающими массивные объемы нижних ярусов. Полукруглые ниши второго яруса создают впечатление сухости небольшими прямоугольными окнами. Парадность фасада подчеркнута высоким арочным входом и роскошными воротами. Торцы боковых пристроек равны высоте первого яруса колокольни. Сторожка имеет вход из колокольни, а крестильная соединена с трапезной.

Плоскостное украшение здания характерно для классицизма середины XIX века. В простенках храма расположены слабо выступающие пилястры, аналогичные пилястры на углах трапезной несут упрощенный архитрав и две горизонтальные тяги.

Четыре мощных устоя по углам храма поддерживали световой барабан.

Храм соединен с алтарной апсидой тремя арочными проемами, средний из которых, предназначенный для царских врат, шире боковых. Еще один арочный проем связывает храм с трапезной. Ее трехнефное пространство с четырьмя тонкими столбами воспринимается как единое, создавая замечательное акустическое пространство. Перекрытие основания колокольни образовано Т-образным пересечением цилиндрических сводов. Переход к круглому третьему ярусу колокольни выполнен через ступенчатые паруса. Сторожка и крестильная перекрыты сводиками по металлическим балкам. Плоское перекрытие боковых нефов трапезной, вероятно, позднейшего времени.

Лестница к верхним ярусам колокольни устроена в скрытом помещении основания, слева от входа.

Закрытие церкви началось в январе 1930 года. 14 декабря 1930 года колокол был снят, разбит и вывезен Уральской конторой "РУДМЕТАЛТОРГ".

Несмотря на разгром, крестные ходы в Табынск не прекратились.

Хотя были угрозы переделать храм под школу, этого не произошло. Сельсовет решил устроить там зерносклад, но большинство жителей туда не заходили. Однако со временем некоторые комсомольцы стали портить росписи, иконостас и иконы, используя их для отопления. В годы Великой Отечественной войны в храм въехал эвакуированный из Ленинграда витаминный завод. Станки были небольшими, поэтому перестройки храма не производилось.

В 1954 году храм был оборудован под Табынский консервный совхоз-завод, хотя в этом не было необходимости. Можно было построить отдельные цеха, но приказ был приказом.

Во время основательной переделки храма рухнул центральный купол.