Посёлок Карагайский был основан в 1738 году как казачья крепость в составе Верхнеяицкой укрепленной линии. Тогда же был построен деревянный храм Вознесения Господня, но в 1774 году его сожгли войска Емельяна Пугачева. Восстановили церковь вскоре: в октябре 1779 года состоялось освящение. Новый храм был уже каменным.
В XIX веке в станице Карагайской жили 1800 человек – больше, чем в станице Магнитной. В храме Вознесения крестились и венчались казаки, среди которых много героев, служивших долгие годы верой и правдой Российскому государству. В станице Карагайской родился и вырос будущий митрополит Виктор Святин – последний руководитель Русской духовной миссии в Китае.
После Октябрьской революции церковь в Карагайском была закрыта, однако 5 января 1937 года органы власти разрешают вновь открыть храм. Церковный приход во главе со священником Григорием Тимошевским принимает здание, имущество и богослужебную утварь. Возобновляется духовная жизнь поселка.
Но уже в 1938 году священник и члены прихода подвергаются репрессиям, а храм закрывается. Снесли купола и колокольню, здание храма приспособили под зернохранилище. После войны в церкви располагался колхозный молокозавод, а со времен перестройки здание пустовало.
В 2011 году в поселке Карагайский появилась православная община – был зарегистрирован приход храма Вознесения Господня. Началось восстановление многострадального храма, возрождение духовной жизни поселка. На протяжении четырех лет усилиями местных жителей, благотвотворителей, в частности, руководства санатория «Карагайский бор», восстанавливается в этом уральском селе старинный храм.
