История храма восходит к середине XVII века, когда в 1648 году был основан Баргузинский острог, ставший первым русским укреплением за Байкалом. В 1742 году в остроге была построена деревянная церковь во имя Преображения Господня, ставшая первым храмом в этом районе. В 1834 году на средства купца первой гильдии Ивана Черных была возведена каменная Спасо-Преображенская церковь, заменившая старую деревянную постройку. Храм был освящён в том же году и стал центром духовной жизни местного населения.
Архитектурный облик храма представляет собой почти квадратное в плане здание (22,26 × 24,22 м), к которому с запада примыкает пристрой колокольни со служебными помещениями. Основной объём разделён на три нефа, средний из которых в два раза шире боковых. Главный престол размещался в центральном нефе и был освящён во имя Преображения Господня; южный «тёплый» придел — во имя Благовещения Пресвятой Богородицы; северный «холодный» — во имя святителя Николая Чудотворца. Здание возведено из кирпича на бутовом фундаменте, боковые нефы перекрыты цилиндрическими сводами, крыша железная.
В 1930-х годах храм был закрыт и использовался под автомастерские. В этот период были разобраны колокольня, восьмигранное завершение храма и главы над боковыми пределами.
