Церковь построена в 1694 году на средства посадского человека Лаврентия Даниловича Тюрина. В 1790 году на пожертвования прихожан к храму пристроены два придела и возведена отдельно стоящая шатровая колокольня. Небольшие пристройки производились в 1898 году. На втором этаже престол Ильинский, внизу придельные престолы Космодамианский, Знаменский, Варваринско-Михайловский.

В конце 1920-х годов церковь закрыта. В тоже время разрушены завершения на храмовой части, разобрана ограда, здание храма переоборудовано под клуб Красной Армии. Позже в в здание церкви находились кинотеатр, военный склад, склады конторы "Заготзерно", мастерские артели "Точное время", литейный цех завода им. М.И. Калинина. В 1950-х году в связи с расширением проезжей части Юрьевецкого тракта снесена шатровая колокольня. С середины 1960-х годов в Спасо-Преображенской церкви находились склады ОРСа Заволжского леспромхоза. Здание церкви не реставрировалось. Располагавшиеся организации ограничивались эпизодическим ремонтам косметического характера.

В 2000 году церковь возвращена верующим, отреставрирована.