Церкву було побудовано на прохання місцевих жителів на місці першого дерев’яного храму середини XVII століття, але знищеного пожежею на початку XIX століття. Новий цегляний храм заклали у 1905 році. На його зведення кошти пожертвували брати Юлій та Федір Кеніги, а також і прості мешканці Тростянця. Будували храм вісім років за проектом А. Бекетова в русько-візантійському стилі. Церква однокупольна, хрестоподібної конфігурації із дзвіницею. Характерна особливість її архітектури – розміщення дияконника і ризниці центрального нефа за бічними апсидами. Храм трьохпрестольний: головний із престолів – імені Вознесіння Господнього, граничні – Покрови Пресвятої Богородиці та Святителя Миколая. Інтер’єр прикрашений настінними розписами; плитка для підлоги – метлахська (дрібноформатна).