Храм с тремя престолами и трапезной возвели в Кочетовке в 1810 году. Главный престол – в честь Вознесения Господня, правый – во имя Тихона Задонского, левый – в честь Введения во храм Пресвятой Богородицы. Почти сто лет спустя открыли приходскую школу. В начале XX века здесь насчитывалось более 1600 прихожан.
С приходом советской власти богослужения прекратились, храм превратили в зернохранилище. В годы Великой Отечественной войны через Кочетовку проходила линия фронта, и здание приняло на себя немало фашистских снарядов.
В 90-е годы прошлого века началась реконструкция церкви. Сначала приобрели колокола, потом сделали косметические преображения внутри храма. В 1998 году пришла пора капитально отремонтировать наружный облик. Тогда же заменили иконостас, благоустроили территорию вокруг постройки. Окончание работ ознаменовалось Божественной литургией, которую отслужил в храме 5 июня 2011 года отец Иоанн – архиепископ Старооскольский и Белгородский.
Храм Вознесения Господня в селе Кочетовка признан памятником архитектуры.