Строился собор на крупные пожертвования Ф. В. Долгинцева, братьев Арцыбушевых и других. Храм построен в неорусском стиле по проекту архитектора А. Е. Антонова, техником-строителем был А.А. Румянцев (впоследствии погибший в лагерях в годы репрессий).
Архитектурный облик храма дает ощущение его необыкновенной легкости, воздушности, устремленности ввысь, к небесам.
Изнутри стены были расписаны от пола до потолка сестрами из иконописной мастерской под руководством палехского художника П. Парилова. В 1916 году строительство в основном завершилось, были и иконостас, и вся утварь.
Тут спохватились, что забыли устроить отопление. Это оттянуло освящение собора на год, но с началом революции освятить его уже не удалось. Долгие годы в соборе царила мерзость запустения, здесь был гараж, потом тир.
На кровле росли деревья, как и предсказывала блаженная Прасковья Ивановна. В 1991 году собор был передан возрожденному монастырю и несколько лет продолжалось его восстановление.
Освящение главного престола состоялось 3 сентября 1998 года в честь Преображения Господня. (В старом монастыре деревянная Преображенская церковь находилась на кладбище в восточном углу Канавки, там, где сейчас построена средняя школа.)
В том же 1998 году был освящен правый придел в честь собора архистратига Божия Михаила и прочих Небесных сил бесплотных, а левый в честь Всех святых (такие приделы были ранее в Тихвинской церкви).