История Свято-Успенского храма началась 15 сентября 1822 года, когда по благословению Преосвященнейшего Епифана, епископа Воронежского и Черкасского, в основания храма был возложен первый камень. Строительство храма длилось три года и 28 августа 1825 года на первую Литургию в праздник Успения Пресвятой Богородицы храм был торжественно освящен.
Церковь был построена в стиле ампир по проекту известного архитектора М. А. Амвросимова. Также сохранились сведения о том, что на хорах на средства богатого казака Филимонова был сооружен второй Престол во имя Усекновения главы Иоанна Предтечи.
Фрески были выполнены в живоподобном стиле масляными красками, сюжеты росписи были взяты из Ветхого и Нового завета.
В 1888 году у казака Бойченко был выкуплен двухэтажный каменный дом, где в 1892 году произошло открытие первой в станице Аксайской двухклассной церковно-приходской школы под руководством протоиерея Аристарха Александровича.
В 1930-х годах храм закрыли. Здание было передано ремонтному заводу «Сельхозтехника», в результате чего все церковное имущество было разграблено, колонны, купола, барабан и колокольня полностью разрушены, фрески смыты. Первый этаж использовался под ремонтные мастерские, второй – как комсомольский клуб и кинотеатр.
В 1993 году здание храма было передано Приходской общине. 28 августа 1995 года, в праздник Успения Пресвятой Богородицы, на хорах в бывшем комсомольском клубе совершена первая за многие годы Литургия.
С 1995 этого года начинаются масштабные реставрационные работы. Летом 1998 г. студенческий отряд РГСУ проводил работы по возведению барабана центрального купола. К 1999 г. был восстановлен купол. В 2000 году произошла реконструкция и реставрация колокольни. В 2014 году была снесено последнее здание бывшей «Сельхозтехники», пристроенное к храму.
28 августа 2018 года Главой Донской митрополии митрополитом Ростовским и Новочеркасским Меркурием совершено торжественное освящение храма.
За ХХ столетие чудесным образом сохранились некоторые элементы декора храма, а также во время реставрационных работ были обнаружены 3 старинные фрески.
В церкви с 1871 по 1910 год служили шесть епископов Аксайских, викариев Донской епархии. В то время в станице Аксайской находилась кафедра епископов.
