Преображенско-Казанская церковь построена в 1756-1758 годах, является визитной карточкой города Тутаева, который до 1918 года назывался Романов-Борисоглебск.

Храм построен вместо прежней церкви. Раньше она стояла выше, а теперь построена на гряде камней, где до этого стояла часовня, особенно почитаемая. Там, где стояла церковь, сейчас колокольня. Существовала тут не одна деревянная церковь, а две: летняя церковь Преображения Господня, тёплая Рождества Пресвятыя Богородицы с приделом Казанския Пресвятыя Богородицы, «где имел быть издревле девичъ Казанский монастырь».

Церковь двух этажная, нижний этаж отапливался. Престолов пять: во имя Казанской иконы Божией Матери; во имя Преображения Господня; во имя святителя Николая, архиепископа Мир Ликийских, чудотворца; во имя Рождества Пресвятой Богородицы; во имя преподобного Макария, Унженского чудотворца. В низу колокольни устроена часовня, под колокольней погребен юродивый Онуфрий.

В 1931 году церковь закрыли. В здание храма размещались: маслозавод; пивоваренный завод, где производили пиво, квас, морс; жилые помещения для подменного жилого фонда; столярная и жестянная мастерские; теле-радиомастерская. На паперти зимнего храма долгое время размещалась спасательная станция.

В 1993 году при реставрационных работах за алтарём зимнего храма обнаружили старое тайное захоронение по всей длине стены и высотой - до перекрытия второго этажа, устроенное при строительстве церкви. В тайнике слоями были уложены человеческие кости и черепа (ни одного полного скелета). Вероятно, когда стали копать траншеи для фундамента храма, нарушили много захоронений монастырского кладбища. Все останки собрали и захоронили на почётном месте, за алтарём зимнего храма. После завершения работы комиссии тайник с захоронениями вновь замуровали.

В 1996 году храм передан Русской Православной Церкви.

В построении и декоре храма многое от предшествующего XVII века: двухэтажная церковь бесстолпная, с трапезной, галереей и примыкающим к ней с севера крыльцом. Карниз из поребрика, наличники с килевидным подвышением, аркатура на барабанах завершения, «взлетающий» лестничный всход на «ползучей» арке и колокольня — знаменитая «ярославская свеча».