Он был построен на средства дворянина Ивана Васильевича Борисова, который страдал тяжёлой болезнью глаз. Будучи глубоко верующим, несколько лет молился о выздоровлении образу Феодоровской Божией Матери. Вскоре он полностью излечился. Тогда И. В. Борисов дал обет выстроить вместо деревянного храма в обители каменный, что и исполнил, несмотря на продолжавший действовать запрет Петра I на сооружение каменных зданий за пределами Санкт-Петербурга. Позднее Борисов сам был пострижен в монахи. С алтарём и папертью размеры храма составляли 10,5 на 6 саженей. В 1796 году в храме был устроен четырёхъярусный иконостас столярной работы. В 1811 году в приделе, а в 1812 году в главном храме были проведены значительные ремонтные работы с расширением окон, заменой полов и заменой каменных сводов на накатные потолки. Оба раза престолы заново освящал архимандрит Покровского монастыря Евстафий. В 1825 году храм был расписан крепостным художником Никифором Андреевичем Резниковым (по другим данным, это произошло ещё в 1796 году). В 1839 году он был покрыт железом, иконостас частично позолочен. В 1849 году иконостас был заменён на новый, весь позолоченный, а роспись как снаружи, так и внутри, была замазана.
В 1790 году в правой части трапезы храма, в юго-западном углу, была похоронена Екатерина Дмитриева, сестра писателя и министра Ивана Дмитриева, в левой стороне в северо-восточном углу в 1844 году был похоронен первый симбирский епископ Анатолий, а в 1847 году в ногах у него — настоятель монастыря, архимандрит Герман.
В 1855 годах была освящена новая церковь, из-за чего престол храма сменил название, вместо Вознесенского став именоваться во имя Феодоровской иконы Божией Матери, а престол в приделе был переименован во имя Архангела Михаила. В настоящее время Феодоровская церковь считается старейшим зданием Сызрани.
В годы безбожных гонений после октябрьского переворота Свято-Вознесенский монастырь был закрыт. Купола и кресты были сняты, барабаны храма и колокольни разрушены. Здание использовалось в промышленных нуждах открытого на территории монастыря Сызранского Завода Пищевых Концентратов. Как следствие, за эти годы была практически полностью утеряна внутренняя роспись храма. Сохранились лишь небольшие участки узоров, а также образы «Моление о чаше» в алтарной части и икона Божией Матери «Знамение» над западной дверью.
С момента открытия обители с переменным успехом идёт процесс постепенного восстановления храма. К 2020 году практически полностью восстановлен экстерьер храма: колокольня, крыша, купола, храм полностью отштукатурен и покрашен снаружи, установлена архитектурная подсветка. Дополнительную сложность в восстановлении привносит то, что храм является архитектурным памятником регионального значения.
Молитвами святых отец наших да сподобит Милостивый Господь восстановить эту значимую святыню для нашей сызранской земли.