Преображенська церква була закладена у 1859-му році, а завершена в 1870-му році на площі Нового Базару (нині територія Центрального ринку). Архітектура будівля має риси популярного на той час історизму (так званий «псевдоруський стиль», який використовував форми архітектури XVI–XVII ст.). Фундаторами будівництва виступали: титулярний радник Михайло Данич, колезький радник Павло Трегубов (батько майбутнього міського голови Павла Трегубова) і купець 1-ї гільдії Степан Панасенко. У 1897-му році було добудовано дзвіницю.
З 1940-х до 1962-го року, у зв’язку з руйнуванням радянською владою Успенського собору, Преображенська церква виконувала роль кафедрального собору. Незважаючи на руйнування дзвіниці і бокових бань, з 1941-го року церква відновила діяльність, була наново перекрита центральна баня). Саме в Преображенській церкві зберігалася чудотворна Горбанівська ікона Богородиці. У 1962-му році під приводом реконструкції території Центрального ринку церква була підірвана вибухом, залишки розібрано, а територію заасфальтовано. Церковне начиння і Горбанівську ікону перенесено до Макарівської церкви, яка відтоді набула статусу соборної. На більшій частині території, де стояла Преображенська церква так і не було зведено капітальних будівель.