Датой постройки Вознесенской церкви города (ранее – села) Павлово Нижегородской области (ранее – губернии) считается 1785 г. на средства крестьянина села Павлово П. А. Варыпаева. Главный престол был установлен в честь Вознесения Господня, в трапезной части храма: правый престол в честь Успения Богородицы, левый – во имя святых мучеников Флора и Лавра. Церковь отличалась своим благолепием.

Богослужения в храме прекратились в 1933 г. Потом в здании церкви размещались различные городские организации. Возобновлены службы были 8 октября 1989 г. При Вознесенской церкви с 1993 г. действует воскресная школа, с 1994 г.- церковная библиотека.

За период с 1989 по 2017 г. устроен купол четверика, построена колокольня, проведены все необходимые внутренние и наружные работы: штукатурка, побелка, настенная роспись в алтаре и трапезной части храма, устроены резные иконостасы в главном приделе и в приделе в честь Успения Божией Матери с иконами, выполненными в соответствии с церковными канонами, сделан к алтарю пристрой-пономарка. Куплен деревянный дом (используется в качестве столярной мастерской), расположенный возле церкви; построены: двухэтажное каменное административное здание, 2 каменных гаража, каменная газовая котельная, выложена брусчаткой основная часть территории храма, позолочены купола храма, произведена настенная роспись с четверике.

На территории собора захоронены священнослужители Павловского благочиния