Храм Вознесения Господня предназначался для Царя и царского двора (село Коломенское было летней царской резиденцией), содержался из царской казны и не имел своего прихода.
Современное здание храма было построено в 1532 году великим князем Василием III во исполнение обета после рождения наследника престола – будущего Иоанна IV Грозного.
3 сентября 1532 года был освящен Митрополитом Московским и всея Руси Даниилом.
2 марта 1917 года в день отречения страстотерпца Николая II в подклете храма, где хранились старые иконные доски, была по откровению обретена чудотворная Державная икона Божией Матери.
В 1923 году храм был закрыт и передан музейному отделу Главнауки. Реставрацией и исследованием занимался, в том числе, известный советский реставратор П.Д. Барановский.
В 1994 году храм внесен в Список Всемирного Культурного Наследия ЮНЕСКО.
В 1994 году в храме открыто Патриаршее Подворье с приписным храмом святого великомученика Георгия Победоносца.
В подклете храма находится музейная экспозиция МГОМЗ “Коломенское”.