На месте современной церкви с 1780-х годов находилась деревянная кладбищенская церковь во имя Всех Святых, построенная в 1784 году по инициативе генерал-губернатора Пермско-Тобольского наместничества Е. П. Кашкина. В 1787 году вместо неудобной дороги к храму, нуждавшейся в постоянном ремонте, была проложена новая, а в 1798 году через реку Стикс возвели мост. Церковь была приписана к Петропавловскому собору, и в 1812 году в ней освятили знамя Ширванского пехотного полка.

К 1820-м годам здание церкви обветшало. Осенью 1823 года мещанское общество под руководством Д. Е. Смышляева решило построить новую каменную церковь взамен старой деревянной. В 1832 году на новом городском кладбище заложили новое здание, а старая церковь была переосвящена во имя Успения Пресвятой Богородицы. Деревянная церковь на Старом Егошихинском кладбище функционировала до начала XX века, после чего её разобрали. На её месте по проекту архитектора А. И. Ожегова был заложен каменный храм во имя Успения Божьей Матери.

Новое здание церкви имело прямоугольную форму. Трапезная и паперть перекрывались крестовыми сводами, а основная часть, кирпичными арками. Апсида и четверик украшены луковичными главками, а колокольня, восьмигранным шатровым куполом. Декор здания включал колонны, пояса, закомары и кокошники.

В 1939 году, при Советской власти, церковь закрыли, и здание использовали как склад для кинопроката. Пожар в конце 1970-х годов нанёс серьёзный ущерб, почти уничтожив церковь. Восстановление началось в ноябре 1989 года по проекту архитектора-реставратора Г. Л. Кацко, и в том же году здание было передано Русской православной церкви для проведения богослужений.