Построена в 1762 — 74 на средства купца К. М. Матвеева (припис. арх. Д. И. Трезини, К. И. Бланку или А. П. Евлашеву) на месте небольшого каменного храма, от которого сохранились колокольня и трапезная (1756—58, арх. А. П. Евлашев). Церковь обновлялась в 1900—02. Его предшественники — деревянные храмы: иконы Божией Матери «Знамение» и свяшенномученика Климента (письм. упом. — 1612). В 1613 на этом месте произошло сражение народного ополчения князя Д. М. Пожарского с польскими войсками.

Шестипрестольный: главный престол -Преображения Господня (осв. в 1770), приделы — Вознесения Господня (осв. в 1774), Рождества Пресвятой Богородицы (вверху, на хорах), икон Божией Матери «Знамение» и «Неопалимая Купина», святителя Николая Чудотворца. В одноэтажной трапезной приделы -священномученика Климента, папы Римского и святителя Петра Александрийского.

В стиле барокко. Не имеет аналогов в московской архитектуре XVIII века; близок по форме постройкам В. В. Растрелли, Андреевскому собору в Киеве. Главное здание в форме куба, двусветное, с хорами на всех четырех сторонах. Увенчано 5 куполами на высоких световых барабанах.

Стены основного здания не имеют алтарных выступов, обрамлены сдвоенными коринфскими колоннами. Фасады украшают двухколонные портики с лучковыми фронтонами. По верху здания — узорные металлические решетки. Украшен декоративной лепниной. Внутри сохранились семиярусный иконостас (XVIII в.) с многочисленной деревянной резьбой и частично внутреннее убранство. Закрыт в 1933. В нем размещалось фондохранилище Российской государственной библиотеки. Храм и ограда реставрировались в 1950—60-х. В 1957 вплотную к храму передвинута кованая ограда (кон. XVIII в.). В 1990 московские власти приняли решение о возвращении храма РПЦ, однако богослужения не возобновлены.