Настоящая каменная церковь в Ольшанце строилась по проекту, выполненному помощником архитектора Поповым и утвержденному в Орловской губернской строительной комиссии 18 марта 1863 года. Приделы были освящены в 1866 г. – во имя святителя Тихона Задонского в трапезной, в 1875 г. – главный престол в честь Вознесения Господня в храмовой части, в 1879 г. – во имя святого великомученника Димитрия Солунского вторым в трапезной. В 1992 году храм был передан Русской Православной Церкви. В нем возобновились богослужения и начались восстановительные работы.