Второй каменной церковью Царевококшайска был Собор Вознесения Господня или Вознесенская церковь, как её чаще называют. Построена она в 1756 году во времена императрицы Елизаветы Петровны старанием и на средства купца Ивана Андреевича Пчелина, дом которого («Дом Пчелина») находился рядом с храмом. По архитектурным формам Вознесенская церковь — типичный памятник русского зодчества XVII—XVIII веков.
Интерьер храма отличался богатством отделки, настенных росписей, церковной утвари. Иконостас главного храма состоял из 5 ярусов с деревянной резьбой. Из 17 икон выделялась икона Казанская в серебряно-позолоченной ризе, а в алтаре образ Иверской Божией Матери в роскошно отделанной ризе. Но главной святыней храма считалось небольшое резное на камне изображение с одной стороны Николая Чудотворца, а с другой — св. великомученика Георгия Победоносца. Этот образ величиной не более 1 вершка (около 4,5 см) в квадрате вкладывался в кованную «сребропозлащенную» ризу, на которой были изображены чудеса этих святых. По преданию эта икона была найдена в Яранском уезде Вятской губернии и принесена И. А. Пчелиным в новый храм сначала на время, а потом так и осталась навсегда. Этот небольшой образок был местночтимой иконой. Её носили вместе с иконой Вознесения Господня во время крестных ходов.
Звонница была богата колоколами, один из них был набатным, а ещё один — отбивал часы дня. Известным звонарем был житель деревни Вараксино по имени Ефимка.
В 20-е годы храм продолжал действовать. К 1930 году он не вмещал всех желающих, ибо другие церкви города уже были закрыты. В январе 1937 года президиум исполкома МАССР принял постановление о закрытии Вознесенской церкви. Поводом стало заявление о том, что якобы община верующих нарушает договор 1922 года об использовании здания. В марте 1938 года постановлением президиума горсовета здание храма передавалось для использования Радиокомитету; в 1939 году — под пивной склад; в ноябре 1940 года нижний этаж был передан товариществу «Мари художник», а с ноября 1940 года Йошкар-Олинский горисполком решил передать бывший храм под пивзавод. Новый хозяин начал разрушать святыню. Перед Великой Отечественной войной Вознесенская церковь лишилась колокольни, каменной ограды с воротами, галереи, а к трапезной с запада пристроили безликое двухэтажное здание цеха завода. Снесли барабан с главой. Погибли настенные росписи. В течение десятилетий церковь разрушалась.
В 1992 году здание было передано Церкви. Уже в 1995 году на Пасху состоялось в возрожденном храме первое богослужение, был освящен верхний храм собора, затем — нижний. Возрождение храма продолжается. Рядом с Вознесенским собором не давно появился котлован с бетонным фундаментом. На нём будет возведена колокольня, восстановление которой у главного храма республики требует не только устав церковной службы, но и историческая память