Церковь в первый раз построена помещиком Степаном Андреевым сыном Феофилатьевым в 1692 г. и освящена во имя Вознесения Господня. В 1726 г. по прошению Александра Феофилатьева перевезена была из села Ославского старая деревянная церковь и из нее в Лемешках была выстроена теплая церковь, которая была посвящена имени Николая Чудотворца. В нач. 19 века вместо двух церквей построена здесь каменная церковь; теплый придел ее освящен в 1808 г., а главный алтарь в 1824 г.
В 1857 г. к церкви пристроена каменная колокольня.

Престолов в церкви было три: в холодной во имя Вознесения Господня, в пределах теплых во имя Николая Чудотворца и Божией Матери “всех скорбящих радости”.
К храму была приписана часовня на Нижегородском шоссе; 

Церковь в селе была закрыта в 1941 г. В 50-е гг. при строительстве дороги была порушена и разобрана трапезная; сохранившаяся храмовая часть  использовалась под хранение газовых баллонов. В 70-х гг. во время грозы церковь загорелась.

В октябре 1968 г. церковь получила статус памятника архитектуры . В 1999 г. храм передан в распоряжение Владимирской епархии Русской Православной Церкви при Архиепископе Владимирском и Суздальском  Евлогии. Не освещена.