Село Остров впервые упоминается в духовной грамоте Ивана Калиты в 1328 г. Нынешний белокаменный храм в селе сооружен, по преданию, при Иване Грозном. Главный придел храма был освящен в честь Преображения Господня, малые приделы — во имя Иоанна Богослова и Феодосия Великого. Высота церкви — более 60 м. По архитектуре она принадлежит к шатровому типу и входит в систему храмовых сооружений, расположенных по берегам Москвы-реки в селах Коломенское, Дьяково а также в Николо-Угрешском монастыре. Возможно, итальянский зодчий богато украсил Преображенский храм изящными маленькими главками вокруг шатра со множеством кокошников.

В 1756 г. Екатерина II пожаловала село графу Алексею Орлову. При нем боковые приделы были переосвящены во имя святой великомученицы Екатерины и мучеников-бессребреников Кира и Иоанна (день восшествия Екатерины II на престол и перехода ее в Православие). По смерти графа все его несметное богатство перешло к дочери Анне (в тайном монашестве — Агнии). Ее попечением в 30-е гг. XIX в. была перестроена галерея-гульбище и возведена колокольня. В 1870 г. усадьба стала принадлежать духовному ведомству. Конюшни переделали в богадельню для
заштатных священников, а дубовый дом продали в Николо-Угрешскую обитель.

В 1930-е гг. Преображенский храм был закрыт и лишился икон, колоколов и всей утвари. Использовался как овощехранилище, хотя и числился памятником исключительного художественного и архитектурного значения. В 1980-е гг. в нем велись реставрационные работы под управлением Б.Л.Альтшуллера.

В 1991 г. в храме вновь возобновилось богослужение. Сейчас здесь ведутся восстановительные работы, на территории храма построены две часовни — во имя преподобного Серафима и святителя Николая.