Согласно данным, представленным на портале "Наш город", строительство храма датируется 1640–1645 годами, когда город находился под контролем польского шляхтича Петра Салтыка.Первоначально здание возводилось как католический костёл, однако после возвращения Трубчевска в состав Российского государства в 1645 году оно было преобразовано в православный храм и стало собором Спасо-Преображенского монастыря.
В 1760 году на месте прежнего деревянного храма был построен каменный, ставший вторым каменным храмом в городе. Архитектурные особенности здания включают элементы, характерные для православных храмов того времени.
В советский период храм был закрыт, и его здание использовалось для различных хозяйственных нужд, что привело к утрате многих элементов внутреннего убранства и архитектурных деталей. Впоследствии здание пришло в запустение и нуждалось в реставрации.
