В 1627 году с. Кузьменки входило в вотчинные владения Серпуховского Высоцкого монастыря.

В 1694 году церковь перестраивают в каменную и выдают новый антиминс.

Постройка относится к тому же типу приходских храмов, который был особенно распространен в московском зодчестве в середине XVII века.

В 1700 году село из владений Высоцкого монастыря переходит к А. Д. Меншикову, который променивает его Богоявленскому монастырю.

С Успенским храмом села Старые Кузьмёнки связано имя преосвященного Арсения (Жадановского), бывшего в 1914-1923 годах епископом Серпуховским (расстрелян 27.09.1937г. в Бутове), и других подвижников благочестия, ставших исповедниками и новомучениками в годы безбожного гонения. "Почитание Владыки Арсения среди жителей Серпухова в те годы было велико, "все благоговели перед его именем. Народ в Серпухове вообще отличался большим благочестием: работницы текстильных фабрик, которых в городе было несколько, жили по-монастырски, зная только церковь и свою работу. Церквей было множество, почти на каждой улице, их постепенно закрывали и разрушали". Многие насельницы Серафимо-Знаменского скита были уроженками Серпухова...

...в 1924г. Владыка Арсений переехал в село Кузьмёнки под Серпуховом и жил в доме настоятеля местного храма протоирея Михаила: за Владыкой последовали две келейные сестры - инокини Александра и Матрона (Чушева, расстреляна 27.09.1937г. вместе с Владыкой Арсением в Бутове) из числа скитских насельниц. В половине дома, предоставленной отцом Михаилом Владыке Арсению, была устроена домовая церковь, в которой он служил. В Кузьмёнки приезжала жившая после закрытия скита в Марфо-Мариинской обители схиигумения Фамарь, скитские сестры и мирские духовные чада."(1)

Упомянутый выше настоятель Успенской церкви протоирей Михаил Иванович Пятикрестовский погребён в церковной ограде с южной стороны, вблизи Троицкого придела. Дом, в котором была церковь епископа Арсения, к сожалению, не сохранился, на его месте в 1990-е годы построено частное домовладение.

Храм никогда не закрывался и всегда был действующим, много раз подвергался разграблению, но благодаря помощи прихожан, восстанавливался.

Трапезная и колокольня храма сооружены во второй половине XIX века в формах архитектуры XVII столетия.

Церковь имеет два придела: св. Живоначальной Троицы; святителя Николая Чудотворца.