Из архивных документов известно, что в 1751 году прихожане писали прошение на имя архиепископа Тверского и Кашинского Митрофана о постройке в Спасском погосте, что в Ченцах вместо обветшавшей деревянной церкви новую. В прошении упоминалось, что существовавшая на тот момент церковь была возведена в «давних годах», предположительно, в конце XVII – начале XVIII столетий. Просители получили архипасторское благословение и в 1753 году церковь была построена. Теплые приделы: Скорбященский и Васильевский.

Храмозданная грамота на строительство на месте деревянной новой каменной была выдана в 1808 году архиепископом Тверским и Кашинским Мефодием. Строительные работы начались в 1811 году и были завершены в 1817 году.

В 1822 году храм покрыли железом. В 1834 году в приделе Василия Великого был установлен новый иконостас, для которого написаны иконы. В 1841 году производен ремонт крыши церкви, колокольня покрыта железом. В 1847 году для храма был куплен 100-пудовый колокол. В 1866 году построена каменная ограда.

В 1886 году построена приходская школа. В 1895 году крестьянином деревни Ченцы Михаилом Слабовым было подано прошение о разрешении построить деревянную паперть на собственные средства. В 1898 году для храма приобрели 25 икон. В 1903 году в теплой церкви возобновлена живопись.

В 1901 году в Преображенской церкви служили: священник Петропавловский Михаил Феодорович (27 лет, священником с 1899 г.), диакон Шавров Феодор Стефанович (54 года, диаконом с 1885 г.), псаломщик Завьялов Макарий Виссарионович (в должности с 1898 г.).

Церковь была закрыта в конце 1950-х годов. Сначала в здании был устроен склад колхозных удобрений, а с годами оно было и вовсе заброшено. Кровля и купола пришли в негодность, местные жители разбирали храм на кирпичи.

В начале 1990-х годов сельчане приняли решение восстановить местную святыню, начался сбор денег. Часть восстановительных работ провели уже в 1994 году силами благотворительного общественного центра «Сельская церковь», но они не были завершены. В 2008 году на куполе Спасо-Преображенской церкви был воздвигнут крест, начался ремонт крыши. 19 августа 2010 года, в праздник Преображения Господня, после 50-летнего перерыва, старый храм открыл свои двери для прихожан.