Построен в 1814-1838 годах как летний на средства князя Г. А. Грузинского, звонница была сооружена над одним из окружающих храм Г-образных торговых корпусов.
Большой пятикупольный храм, хороший образец стиля классицизма. Кирпичное четырёхстолпное здание с боковыми четырёхколонными дорическими портиками.
Закрыт в 1933 году, использовался как склад, водонапорная башня.
Реставрация началась с 1980-х годов.
В 2008 году федеральный бюджет РФ выделил средства на восстановление Вознесенского собора в городе Лысково Нижегородской области. Был необходим ремонт кровли, фасада, лестниц и перекрытий, полная внутренняя отделка.
9 июня 2016 года, в праздник Вознесения Господня, епископ Лысковский и Лукояновский Силуан совершил первую Божественную литургию в восстанавливающемся кафедральном соборе в честь Вознесения Господня города Лысково.
До этого богослужения совершались в храме в честь великомученика Георгия Победоносца, который расположен на территории собора.
Правящему архиерею сослужили секретарь Лысковской епархии протоиерей Андрей Самсонов, ключарь Вознесенского кафедрального собора и благочинный Лысковского округа протоиерей Георгий Жучков, клирики иерей Александр Наседкин и иерей Михаил Швецов.
