Построенное в стиле классицизм кирпичное оштукатуренное здание церкви имело традиционную трехчастную схему:храм с апсидой - трапезная - притвор с колокольней. С центральной частью храма, имевшей в плане круглую форму, с запада соединялась трапезная с притвором и колокольней, с востока - полукруглая апсида, с севера и юга боковые входы.
Архитектурной особенностью церкви было то, что она была единственным в городе ротондным храмом.
Кладбище на северной окраине города возникло в 1770-1880-х годах. В 1787 году на нем была освящена деревянная Вознесенская церковь, которая позже была заменена каменной.
Некоторое время храм был приписан к Воскресенской церкви. Свой штатный священник был назначен в 1855 году.Позже кладбищенская церковь была приписана к Троицкому Кафедральному собору.
К Вознесенской кладбищенской церкви была приписана деревянная часовня Святого Креста на Дальнем ключе, построенная купцом Димитрием Ивановичем Тецковым . Ежегодно 1 июня из храма к часовне совершался Крестный ход. Колокола Вознесенской церкви первыми встречали чудотворный образ Святителя Николая во время крестного хода из села Семилужного (8 мая).
Церкви принадлежал каменный дом, в котором проживали священник и псаломщик.
При храме 1 ноября 1893 года была открыта церковно-приходская школа. Указом Томской духовной консистории от 30 июня 1898 года при церкви содержались две священнические вдовы с детьми.
В 1920 году церковь была национализирована и передана в пользование верующим.
В 1922 году община Вознесенской церкви примкнула к обновленческому движению.
В 1926 году из-за малой посещаемости храма и, вследствие этого, его материальной недостаточности, собрание верующих приняло решение объединиться с верующими православного исповедания старого толка, а свою общину именовать «Томское Вознесенское религиозное общество старо-православной канонической церкви».
С 1928 года Вознесенская община находилась в юрисдикции ВВЦС. В 1929 году прихожанами Вознесенской церкви записалось 532 человека.
В 1940 году, после ареста церковного старосты и смнятия сана священником, храм, несмотря на жалобы верующих, был закрыт.
Здание, захламленное мусором от уничтоженной церковной утвари, с выбитыми стеклами, но с шестью еще не сорванными крестами передали 17 марта 1941 года под склад швейной фабрики.
В начале 1950-х годов Вознесенская церковь была разобрана, сохранились лишь части фундамента.
На месте кладбища, состоявшего из православной, старообрядческой, католической, мусульманской и иудейской частей, возвышаются корпуса завода "Сибкабель".