У вересні 1996 року о. Юзеф Ліпецький звернувся вперше з заявою до Олевської селищної ради про виділення земельної ділянки під будівництво храму. Згодом згідно з рішенням Олевської селищної ради народних депутатів від 30 квітня 1999 року № 49 надано державний акт (І-ЖТ № 002066) на право постійного користування землею.
У 2001 році приступили до закладання фундаменту, яке здійснювало Олевське СПМК – 7. Робота тривала з весни до пізньої осені. У 2002 році було частково завезено силікатну цеглу, призначену для будівництва храму (з с. Любомирка, Рівненської обл., що приблизно 150 км від Олевська) та залізобетонні конструкції.
У травні 2003 року було освячено фундамент (літургію очолював єпископ Станіслав Широкорадюк). Відразу після освячення фундаменту почалася робота по зведенню стін. Фінансування проводилось за підтримки єпископа Станіслава Широкорадюка. Підсобну роботу виконували в основному парафіяни, а мулярами були жителі з Олевська та навколишніх сіл (в тому числі 6 парафіян).
З травня по грудень 2003 року було практично закінчено будівництво стін храму, але через заморозки було перервано зведення вежі храму (котру було закінчено у квітні 2004 року). Взимку 2004 року розпочалося приготування дерев’яних ферм, а в наступному році храм було накрито метало-черепицею. З місяця січня 2005 року по лютий 2009 року першим настоятелем парафії в Олевську, який постійно мешкав при каплиці був о. Валерій Вакуленко, при якому було майже завершено будівництво храму. З 2005 по 2009 рік проводились внутрішні та зовнішні оздоблювальні роботи.
В лютому 2009 року єпископ Ян Пурвінський призначив о. Віталія Умінського настоятелем храму в Олевську. Освячення нового храму відбулось 23 травня 2009 року об 11.00 год.
Урочисту Службу Божу мав очолити Ординарій Київсько-Житомирської дієцезії єпископ Ян Пурвинський, але за станом здоров’я не зміг бути присутнім. Його замінив єпископ помічник Станіслав Широкорадюк. Разом з ним співслужили багато священиків, серед яких було багато і тих, які до цього працювали в Олевську. Після Служби Божої відбулась урочиста Євхаристійна процесія навколо Храму.
У березні 2012 року настоятелем храму в Олевську став о. Ігор Скомаровський.
16 червня 2012 року єпископ Ян Пурвинський освятив дзвін, який з 14 вересня того ж року щодня розпочав своїм дзвоном нагадувати мешканцям Олевська про присутність Божу і закликати до молитви.
25 травня 2014 року було урочисто відзначено п’яту річницю освячення Храму. Урочисту Службу Божу очолив єпископ Станіслав Широкорадюк, який незадовго до цього був призначений ординарієм Харківсько-Запоріжської дієцезії. Ця урочистість відбулась під час паломництва до нашої парафії фігурки Матері Божої Фатимської, та початку жахливих подій в Криму та на Донбасі.
9 вересня у присутності всіх вірних та настоятеля парафії о. Ігоря Скомаровського, о. Леон Ліпецький склав присягу настоятеля. Згідно розпорядження єпископа Віталія Кривицького у парафії Воздвиження Всечесного Хреста у місті Олевськ, відбулося впровадження нового настоятеля – о. Леона Ліпецького. Сам він родом з Бердичева, має 24 роки священницького служіння, 14 останніх з яких був настоятелем у м. Черкаси.
