Построена в 1798—1816 (трапезная по проекту М. Ф. Казакова) и в 1827—48 (главный храм, арх. Ф. М. Шестаков; О. И. Бове дополнил проект двумя четырехколонными портиками на сев. и юж. фасадах) рядом с другим Вознесенским храмом, который был coopужён в 1685—89 матерью Петра I, царицей Натальей Кирилловной Нарышкиной, на месте деревянного храма (первое письм. упом. — 1619). В 1831 этот Вознесенский храм был разобран, кроме стоявшей с зап. от нового храма колокольни (шатер с двумя ярусами резонаторов-слухов на массивном основании). Заказчиком нового храма был князь Г. А. Потемкин-Таврический. Он думал разместить его на территории своего двора как собор Преображенского полка, шефом которого был, но смерть в 1791 помешала осуществлению этих планов.

Назван в честь праздника Вознесения Господня. Чтобы отличать от старого храма XVII в. и храма «Малое Вознесение» (Б. Никитская ул., 18), новый храм стали именовать «Большим Вознесением».

Строился очень медленно (в 1812 еще недостроенное здание сгорело). Главный и оба придельных иконостаса были сделаны в 1840 по проектам арх. М. Д. Быковского. Главный храм в классическом стиле, кубической, строго монументальной формы с портиками и стенами с окнами без наличников. Завершается цилиндрическим барабаном с полусферическим куполом. Трапезная в стиле ампир с примыкающей галереей.

18.11.1831 в одном из зап. приделов (средняя часть храма еще не была достроена) венчался А. С. Пушкин с Н. Н. Гончаровой (в приходе храма находился дом невесты, ныне на углу Скарятинского пер.). В 1928 в храме венчалась дочь Ф. И. Шаляпина, который читал тогда Апостола. В храме отпевали артистов М. С. Щепкина (1863) и М. Н. Ермолову (1928), архидиакона Константина Розова (1923), а в 1917 — 180 юнкеров, погибших в сражении у Никитских ворот (на этом месте теперь памятник К. А. Тимирязеву). В храме Святейший Патриарх Тихон за два дня до своей кончины совершил последнюю службу (5.IV.1925).

В 1931 закрыт. Колокольня разрушена в 1937 (на ее месте разбили сквер, а в 1956 поставили памятник писателю А. Н. Толстому).

В помещении храма располагались склад, научные учреждения, лаборатория высоковольтных газовых разрядов и молниезащиты Энергетического института им. Г. М. Кржижановского, которая проводила опыты, связанные с вибрацией, в 1990 -концертный зал.

В июле 1990 возвращен РПЦ. Освящение совершил Святейший Патриарх Алексий II 23.IX.1990. В этот день был совершен первый за годы советской власти Крестный ход из Успенского собора Кремля к храму во главе со Святейшим Патриархом Алексием II. Проводятся реставрационные работы, восстановлена ограда.

Главный престол — Вознесения Господня, приделы: Сретения Владимирской иконы Божией Матери, святителя Николая Чудотворца, Усекновения главы Иоанна Предтечи, иконы Божией Матери «Всех скорбящих Радость», приставной — святителей Тихона, Патриарха Всероссийского.

Святыни: особо почитаемые иконы -Иверская Божией Матери, великомученика Пантелеймона.

Приписан храм-часовня Бориса и Глеба на Арбатской площади (Патриаршее подворье).