История Успенской церкви слободы Трех Островов началась с выдачи 2 августа 1804 года храмозданной грамоты. Малороссияне просили разрешение епископа Пензенского и Саратовского Гаия (Такаова) построить вместо маловместительной деревянной каменную церковь. Епископ среди приоритетных дел по обустройству епархии придавал первостепенную важность возведению каменных храмов. Всего в Саратовской губернии за 1799 — 1808 годы усилиями благочестивых мирян возвели более 20 новых церквей, а число строившихся храмов составляло не менее 30.
Тщанием прихожан в Самойловке Успенская церковь была построена к 1817 году. Престолов в ней кроме главного Успения Божией Матери было два: в правом пределе – во имя Святителя Николая Чудотворца и в левом – во имя Благоверного князя Александра Невского. Левый предел упоминается в документах 1872 года: «Резолюцией Его Преосвященства 14 августа 1872 года разрешено: духовенству с прихожанами исправить в главном Успенском храме повреждения, причиненные молнией, и устроить в предельных храмах Святителя Николая и Святителя Благоверного Князя Александра Невского печи, за счет прихожан». В каком году был упразднен левый предел не выявлено. В клировой ведомости за 1912 год указаны два престола: главный предел Успения Божией Матери и правый во имя Святителя Николая Чудотворца. Очевидно, Александро-Невский придел был к тому времени упразднён.
В штате церкви изначально числились: два священника и два псаломщика. Вакансия диакона была открыта резолюцией епископа Павла (Вильчинского) 24 ноября 1886 года. Священниками Успенской церкви в XIX — начале XX веков были: Строков Андрей Семёнович – благочинный (1830-1840), Соколов Александр Андреевич, Островский Иван Иванович, Пластов Николай Львович, Соловьев Павел, Нарциссов Иван Андреевич, Цветков Николай Андреевич – благочинный (?-1877), Мирандов Фёдор Елпидифорович – благочинный (1889-1905), Питаевский Иван Львович, Мирандов Григорий Елпидифорович, священник на вакансии диакона Афинский Петр Григорьевич, Лебедев Алексей Михайлович.
Дома для священно и церковнослужителей были построены на церковной усадебной земле, отведенной прихожанами, и составляли собственность церкви. Из других построек к церкви относились: каменная ограда, двухэтажная сторожка, сарай, лавка на базарной площади, сдававшаяся в аренду в пользу церкви.
В 1841 году храм посетил епископ Саратовский и Царицынский Иаков (Вечерков). Он рекомендовал открыть училище для мальчиков слобод Трех Островов и Елани. Благодаря стараниям протоиерея Андрея Строкова и члена попечительства Тимофея Сложеницына, был произведен ремонт помещения сторожки, на пороге которой 15 сентября 1843 года были встречены первые ученики. Грамоте детей обучал священник А. Строков вместе с диаконом Николаевской церкви Алексеем Кашинским.
В 1865 году инициативой благочинного Николая Цветкова при Успенской церкви открыта окружная библиотека для духовенства, возглавил которую священник Фёдор Мирандов. Ежегодно от каждого штата благочиния выделялось 5 руб. серебром, для содержания и пополнения книгами. Книги выдавались не только клирикам храмов, но и крестьянам.
«Постановлением епархиального начальства, состоявшимся 8 марта 1877 г. разрешено открыть церковно-приходское попечительство при Успенской церкви под председательством крестьянина Леонтия Спиридоновича Шишкова из членов, кроме непременных крестьян: А.Ф. Белянского, Михаила Красюкова, Андрея Дубовенкова, Тимофея Канонекова, Павла Бочарникова, Григория Хирнова, Ивана Данилова, Федора Куницына, Исаи Шопинского, Андреана Красюкова, Дмитрия Шамраева и отставного унтер-офицера Павла Зрошека».
Главной целью попечительства, состоящего из прихожан и возглавляемым настоятелем храма, была забота о благоустройстве и благосостоянии церкви и причета в хозяйственном отношении. Ежегодно велся строгий отчет о приходе и расходе сумм Самойловского Успенского приходского попечительства. Деньги тратились в основном на ремонтные работы, украшение храма, содержание посева, принадлежащего попечительству, содержание певческого хора, на организацию при училище воскресных чтений. В 1887 году был приобретен колокол. В 1888 году перестроена церковная ограда.
В 1891 году благодаря старанию членов попечительства в храме был сооружен новый иконостас. Об этом значимом событии поведал на страницах «Саратовских епархиальных ведомостей» священник И. Питаевский: «С архипастырского благословления местным благочинным 23 сентября 1891 года освящен вновь сооруженный в нашей Успенской церкви иконостас. Иконостас этот имеет свою поучительную историю. Лет 8 тому назад наше церковное попечительство выступило со скромною задачей сбора средств для исправления разрушавшегося от времени иконостаса. Средства требовались не малые — три, четыре тысячи рублей, так как иконостас очень большой и при том требовавший коренного исправления. При отсутствии общественных средств, при отсутствии в слободе людей богатых, способных на большие пожертвования в пользу задуманного дела, — задача попечительства была нелегка. Но во главе попечительства стали люди, обладающие глубокой любовью к святому делу церкви, неустанною энергией и искренней верой в непреложность изречения: сила Божия в немощах свершается, и Господь благословил доброе начинание. Имея в основе своих средств 15 сотенников земли, пожертвованных попечительству обществом и около 150 руб., собранных по подписке, попечительство так разумно повело, что через 8 лет имело возможность израсходовать и израсходовало на ремонт ограды, на внешний и внутренний ремонт церкви, на сооружение иконостаса около 14 тысяч рублей. Попечительство приобрело эти средства преимущественно посевами, которые все время были замечательно удачны. … Прекрасный вызолоченный весь иконостас с замечательно осмысленной и хорошо исполненной резьбой, такая же точно запрестольная и две заклиросных киоты, двери тонкой столярной работы, хоры с железной изящной винтовой лестницей, сами иконы в иконостасе очень и очень недурной живописи свидетельствуют о толковом, разумном отношении их к возложенной на них задаче. … Что труды их увенчались полнейшим успехом, можно судить по тому громадному впечатлению, которое произвел на молящихся обновленный храм при освящении, многие прямо от умиления плакали; многие, по собственному их созданию, забывали, что они на земле; настроение всех было высоко-торжественное».
К Успенской церкви в 1897 году была приписана каменная часовня, находящаяся на базарной площади, построенная на средства местных торговцев в память священного коронования Императора Николая Александровича и Императрицы Александры Федоровны. Здесь крестьяне молились иконам святителя и чудотворца Николая и святой мученицы царицы Александры.
Весной 1915 года епископ Саратовский и Царицынский Палладий (Добронравов) отправился в поездку с целью обозрения церквей Балашовского, Аткарского и Камышинского уездов. 14 – 15 апреля владыка побывал в городе Балашове. Епископ посетил собор, духовное училище, затем церкви: Ильинскую, Михайло-Архангельскую, Иоанно-Предтеченскую и Кладбищенскую, Покровский женский монастырь. С визитом прибыл в села: Репное, затем Лопатино, Пинеровку.
16 апреля владыка выехал в слободу Самойловку. На вокзале был «встречен духовенством и населением, которое с нетерпением ожидало приезда Палладия: здесь более тридцати лет не видели в храмах епископов. По пути следования от вокзала до храма у каждого дома Палладия встречали с хлебом солью и цветами. В Успенской церкви владыка служил молебен Божией Матери. Обращаясь со словами назидания к молящимся, он говорил, что Пресвятая Дева Мария дает нам пример для жизни. … В этот же день посетил церковно-приходскую школу, где спрашивал детей по Закону Божию, церковному чтению и особенно пению». Из Самойловки епископ выехал в поселок Ольшанку. Посетил слободу Еловатку. 18 апреля отправился в путь далее, для обозрения церквей Аткарского и Камышинского уездов Саратовской епархии.
В Самойловке старинный Успенский храм епископ Палладий признал подлежащим незамедлительному ремонту: «иначе может случиться катастрофа, так как в прошлом году уже был обвал потолка». Осенью «на рапорте настоятеля Григория Мирандова о капитальном ремонте приходского храма, произведенном на церковные и пожертвованные прихожанами средства, резолюция Его Преосвященного от 11 ноября 1915 г., последовала такая: «Искренно радуюсь успешно произведенной реставрации храма. Благодарю духовенство и прихожан за заботы и труды по обновлению храма».
В 1915 году в Саратовской епархии повсеместно открывались сестричества, первое из которых было создано в Балашовском уезде при Свято-Троицкой церкви слободы Каменки. Епископ Палладий положил на донесении об открытии следующую резолюцию: «Радуюсь открытию первого в епархии сестричества. Божие благословление призываю на его деятельность. Да послужит оно добрым образцом для других сестричеств. Надеюсь, что и другие священники позаботятся о скорейшем открытии в приходах сестричеств, как необходимого органа для возвышения приходской жизни». В Успенской церкви слободы Самойловки сестричество было открыто 30 апреля 1915 года, трудами и заботами которого для храма были приобретены следующие священные предметы: две пары атласных хоругвей; икона Спасителя, писанная на Св. Афоне; четыре святых изображений и картин писаных и помещенных на западной наружной стороне храма; куплено паникадильных свеч к Пасхе и свеч к плащанице; ладана Сиамского; муки для артоса и вина; розового масла — всего на 310 руб. Кроме того, сестры лично трудились: мыли полы в храме, очищали пыль и промывали иконы и киоты, наблюдали за лампадками и свитками на панихидном столе. Особенную ревность и умелость в сборе и пожертвовании проявили сестры: крестьянка вдова А. Ляшенкова и Т. Моргунова, Е. Выскубова как искусная и опытная мастерица в чистке и приведении в прядок священно — служительских облачений и аналойных покровов».
Свеча жизни в храме постепенно погасала с приходом советской власти. Службы проходили до августа 1933 года. С этого времени храм не действовал. 26 сентября 1933 года состоялось собрание трудящихся слободы Самойловки, которые «выступили с ходатайством о закрытии церкви, т.к. есть ещё одна Никольская, о разборке здания, из полученного материала постройке сельхозтехникума». В итоге помещение церкви было использовано под зернохранилище. Успенская церковь была разобрана в 1942 году. Стоял храм на месте современного здания ДК.