В конце XVIII – начале XIX века в районе нынешней площади им. С. М. Кирова располагалось обширное болото, заросшее лесом. Еще в начале XIX века там водились дикие утки. В 1-й четверти XIX века началось осушение болота, и в 1838 году на образовавшейся пустоши на средства помещиков Алексея Константиновича Карпова, Натальи Александровны Тепляковой и некоторых саратовских граждан была выстроена каменная церковь в честь Вознесения Господня. Архитектором храма, предположительно, являлся Константин Тон (автор проектов Большого Кремлевского дворца и Храма Христа Спасителя). Вскоре к церкви был пристроен придел во имя святителя Митрофана Воронежского, отчего она впоследствии и получила в народе название Митрофановской. От названия храма близлежащая площадь и базар, находившийся на ней, получили название Митрофановских. В 1864 году к церкви была пристроена каменная колокольня, самая высокая в то время в Саратове. Значительно позже, в 1910 году, в ограде церкви была построена часовня.

Несмотря на осушение, на весьма ровной местности в районе храма зачастую долго застаивались снеговые и дождевые воды, из-за чего на Митрофановской площади и соседних улицах весной и осенью в дождливое время пешеходное сообщение или вообще прекращалось, или же происходило с большими препятствиями. Местность в середине XIX века выглядела так: «От Митрофановского базара по Михайловской улице (ныне Вавилова) выстраивался «тележный ряд», здесь всегда торговали телегами, санями, пролетками, скотом, сеном и различной упряжью. В противоположной стороне торговали дровами, отчего и получила название маленькая улица, идущая от церкви и площади, — Дровяная (ныне Дзержинского). Со временем ее стали называть Грошовой, из-за продажи на ней мелких кустарных «грошовых» товаров». От «сенных» рядов вблизи храма происходит ее второе народное название — Вознесенско-Сенновская.

На 1912 год в храме насчитывалось уже три престола: главный в честь Вознесения Господня, в приделах — во имя святителя Митрофана и во имя святителя Николая Чудотворца и преподобного Сергия Радонежского. В штате причта состояли три священника, диакон и три псаломщика. При церкви имелась двухклассная церковно-приходская школа.

К началу XX века Митрофановский рынок стал самым крупным в Саратове. Грязный и неухоженный рынок доставлял городским властям массу неприятностей, служа рассадником всевозможных инфекций. Да и сами ряды под открытым небом вовсе не украшали город. После долгих споров губернские власти решили придать торговому месту современный вид и построить здание рынка, которое бы отвечало требованиям того времени. Название родилось из главной отличительной черты новостройки — рынок был с крышей. Строительство его началось в 1914 году по проекту Василия Алексеевича Люкшина, и 27 ноября 1916 года Крытый рынок был открыт.

В годы советской власти: В годы гонений храм и все строения, кроме одного, были разрушены. В 1937 году Митрофановская площадь была переименована в площадь имени Н. Г. Чернышевского, а в 1966 году — в площадь имени С. М. Кирова. До наших дней от церковных зданий сохранилось лишь одно строение — бывший причтовый дом, в котором до недавнего времени располагалась кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии Саратовского Государственного медицинского университета.

В ноябре 2005 года бывший причтовый дом был передан Саратовской епархии Русской Православной Церкви. 6 декабря, в день престольного праздника, была совершена первая Божественная литургия.
10 июля 2012 года Митрополит Лонгин освятил купол и колокола храма во имя святителя Митрофана Воронежского.
19 августа 2013 года для постоянного пребывания в храм была принесена икона святителя Митрофана Воронежского с частицей его Святых мощей.

В храме, освященном во имя святителя Митрофана, епископа Воронежского, богослужения совершаются ежедневно. Литургия в 8.00, по воскресеньям — в 9.00, вечернее богослужение накануне в 17.00, молебен и панихида совершаются после Божественной литургии в соответствии с расписанием.

По средам, за вечерним богослужением, читается акафист святителю и чудотворцу Николаю. По субботам, в 16:00 совершается молебен с акафистом святителю Митрофану Воронежскому перед иконой с частицей его святых мощей, по воскресеньям за вечерним богослужением читается акафист Божией Матери пред Ее иконой «Казанская».

Храм открыт ежедневно с 7.00 до 20.00. Дежурный священник находится в храме с четверга по воскресенье, а также по праздничным дням до 16.00.

При храме действует воскресная школа для детей (средняя группа 8-10 лет и младшая группа 6-7 лет) и взрослых (с 16 лет). Занятия для детей проводятся по воскресеньям, с 11:00, для взрослых в 13:00.

При храме действует библиотека (открыта по средам с 16-19:00 и субботам с 09-12:00).

Работает кружок по изучению Церковно-славянского языка. Время работы – еженедельно по пятницам в 18.00 в помещении Воскресной школы храма. Руководитель кружка – кандидат филологических наук Бердникова Татьяна Владимировна.