Собор на честь Вознесіння Господнього був закладений у 1898 році, споруджувався на кошти бобринчан. Левову частку становили пожертви меценатів, один із яких Артемій Вортніков, про що говорила дошка, встановлена на вході до собору. На ній золотими літерами було викарбувано “Храм сей сооружен его попечительством и на деньги действительного тайного статского советника Артемия Вортникова”.
Автор проекту – талановитий єлисаветградськиий зодчий Яків Васильович Паученко, рідний дядько відомого живописця О.Осмьоркіна. Вознесенський собор став “лебединою піснею” майстра, його останнім творінням. Будівництво велося згідно усих церковних канонів. Спочатку було вибране місце для собору – центр базарної площі, найбільшої у тодішньому Бобринці. Місце те обгородили цегляним забором у вигляді мережива, посіяли жито, коли воно рясно зійшло – зрозуміли, що місце живе і можна будувати храм. На вході побудували невелику однокупольну капличку, в якій був іконостас, ікони та лампади. Безпосередньо будували собор з 1905 по 1912 рік, він споруджений в так званому “візантійському стилі”, що отримав поширення у 60-х роках ХХ століття.
Як і більшість п’ятиглавих храмів, собор Вознесіння відрізняється підкресленою висотністю. У плані собор має хрестоподібну форму, центральний купол посаджено на 12-гранний барабан. Інші чотири розміщені на востмигранних. Дуже своєрідним є вирішення інтер’єру. Відкриті ребра арок, що перетинаються, розкривають внутрішній простір, утворюючи оригінальну конструкцію, якій не має аналогів на території Кіровоградщини.
В 1912 році на свято Вознесіння тут провели першу службу, тому і назву собор отримав Свято-Вознесенський. В день відкриття нового храму звичайно відбувалося вінчання. Існувало повір’я, що у першої пари, яку обвінчають у новому храмі, життя не складеться, жити вони будуть погано. Тому молодята почекали поки обвінчаються пари, що приїхали із села. Першого дня обвінчали п’ять пар і всі вони жили добре, незважаючи на повір’я. Перед початком революції 1917 року храм навіть не встигли до кінця розписати – було знято позолоту з соборних куполів, дзвони пішли на переплавку, а собор перетворився на склад. У 1933 році у ньому зберігали зерно, пізніше інші товари місцевої торгівлі.
Від неминучої загибелі храм врятувало лише те, що її зрештобю передали для створення районного історичного музею. Тепер храм повернено віруючим. Він отримав друге життя. І знову бобринчани поспішають на службу, на яку скликають їх церковні дзвони.