Cпасо-Преображенский собор был заложен в 1880 г., в год 500-летия монастыря. Вначале предполагалось использовать проект Б.Ф. Фрейденберга, но в итоге предпочтение было отдано проекту А.С. Каминского. Храм в русско-византийском стиле был в основном завершен к 1889 г., но внутренняя отделка продолжалась до 1894 г. Расписывал собор М.Н. Сафонов по рисункам А.С. Каминского. Крестовокупольный четырехстолпный пятиглавый храм на подклете имеет внушительные размеры. Высота центрального купола собора − 68 м, вместимость − до 7000 человек. В годы, последовавшие за закрытием собора в 1925 г., ему был нанесен значительный ущерб: снесены главы, пробиты новые окна, построены межэтажные перекрытия. Работы по восстановлению собора проходили с 1991 по 2000 г. Освящение состоялось в мае 2000 г. Внутри установлен новый резной иконостас с иконами, написанными палехскими мастерами. После революции 1917 года, когда многие церкви были закрыты, богослужения в Преображенском соборе продолжались. 22 мая 1924 года на весеннее празднество в честь перенесения мощей Святителя Николая в обители собралось более 14 тыс. богомольцев. 22 августа того же года в день явления иконы Николая Чудотворца благоверному великому князю Димитрию Донскому в Спасо –Преображенском соборе совершил Божественную литургию Святейший Патриарх Московский и всея Руси Тихон. На основании постановлений Моссовета от 26 мая 1925 года и Президиума ВЦИК от 7 июля того же года СпасоПреображенский собор был закрыт. Здание передали в ведение отдела по делам музеев Главнауки Наркомпроса. После передачи бывших монастырских помещений трудовой коммуне No2 ОГПУ в соборе стали проводиться театральные представления и другие мероприятия. Затем в храме устроили многоэтажные перекрытия, изменили фасад и разместили фабрику-кухню, столовую, различные мастерские, учреждения образования, спортзал.