Церковь Вознесения Господня в Перемилово много повидала на своем веку. Деревянный храм существовал здесь уже во второй половине 16 века и был тогда посвящен Архангелу Михаилу. В конце 17 века обветшавший храм восстановили и переименовали в честь Вознесения Господня.

В октябре 1801 года, построенную и украшенную церковь с приделом Архангела Михаила, освятили. В южной стороне церкви устроен был третий престол во имя святой великомученицы Екатерины святой покровительницы супруги храмоздателя.

После революции 1917 года положение Вознесенской церкви, как и всей Православной церкви изменилось. Январским декретом 1918 года, храм лишился церковных домов, здания церковно-приходской школы, внутреннего убранства и церковной утвари. Удалось избежать закрытия храма силами горожан и духовенства во время «безбожной» пятилетки, правда богослужения проводились только по ночам. Великая Отечественная война, к счастью, не затронула целостность храма.

Сейчас церковь живёт обычной жизнью — совершаются богослужения для прихожан, действует церковная библиотека и благотворительная столовая, а община храма во главе с настоятелем окормляет детский дом для умственно отсталых детей, посещает больницы города, проводя богослужения и беседы.