В 30-е годы XVIII на участке, где в настоящее время находится Спаса - Преображенский собор, раньше располагались казармы Преображенского полка. В 1741 году, с 24 на 25 ноября в часть приехала Елизавета, дочь Петра I. Она призвала солдат помочь ей освободить престол, который был «беззаконно похищен» Анной Леопольдовной. Солдаты присягнули на верность императрице и вместе с ней выдвинулись на Зимний дворец.
После вступления на престол Елизавета в считанные дни дала распоряжение на строительство храма в Преображенских Слободах, в знак благодарности Господу за оказанную милость. Строительство началось в 1743 году, архитектором был М.Г. Земцов.

8 августа 1825 года в храме вспыхнул пожар, вследствие которого храм полностью выгорел. Из храма успели вынести почти все основные святыни. В 1827 году по распоряжению Александра I началось восстановление собора. Работы велись по проекту В.П. Стасова, известного зодчего. Уже к зиме 1828 года строительство храма было закончено. Монументальный собор был выполнен в стиле позднего классицизма и имел пять глав. Он стал одним из самых прекрасных храмов Петербурга.
По проекту Стасова на территории собора располагался сквер, вокруг которого тянулась ограда из тридцати четырех массивных оснований. Сто два орудийных ствола из бронзы были помещены на гранитные основания. Захвачены эти орудия были с турецких крепостей в 1828-1829 гг. во время русско-турецкой войны. Также в соборе хранились полковые знамена и другие многочисленные трофеи. В  специальных шкафах хранились Преображенский мундиры Александра I, Александра II и Николая I. Так как храм был военным,  управляющим его хозяйством, назначался кто-нибудь из заслуженных офицеров.
Приходским храмом Спаса - Преображенский собор стал лишь в 1918 году. Орудия, знамена и другие военные трофеи передали в Артиллерийский музей, позже - в Эрмитаж. Во время советской власти большинство святынь и ценных икон храма были изъяты. Но, что знаменательно, в советское время собор никогда не закрывали. Интерьеры собора дошли до нас практически в первозданном виде со времен Стасова. Основной купол собора был расписан под облачное небо, в центре которого расположена огромная звезда. В центральном пределе сделан четырехъярусный иконостас с позолоченной резьбой. В храме также расположены три престола: во имя Преображения Господня – главный,  во имя священномученика Петра Архиепископа Александрийского и Климента Папы Римского – северный и во имя преподобного Сергий Радонежского Чудотворца – южный.