Село Голдино известно с XVII века. В 1676 году в окладных книгах упоминается Преображенская церковь, при которой числилось 143 двора, включая боярские и крестьянские. В 1734 году была освящена новая деревянная церковь, построенная Григорием Михайловичем Корабьиным. В 1796 году храм был перестроен, и в нем были устроены два придела: Казанской иконы Божьей Матери и св. Митрофания Воронежского.
В 1884 году была построена существующая каменная церковь Преображения Господня. В 1844 году в ней был устроен придел в честь Казанской иконы Божьей Матери на средства А.П. Черкесова, а в 1860 году — придел в честь св. Митрофания Воронежского на средства П.В. Секерина. В 1870-х годах вокруг храма была устроена каменная ограда с решетником. Внутреннее убранство храма включает иконостасы, изготовленные в 1881 и 1889 годах, а также роспись стен, выполненную в 1889 году.
По состоянию на 1890 год, в приходе церкви числилось 1845 прихожан. В состав прихода входили село Голдино, деревни Савино, Дмитриевка, Сергеево, Елизаветино и сельцо Киндяково. Приход содержал церковно-приходскую школу, открывшуюся в 1887 году, и школу грамоты в сельце Киндяково, существующую с 1890 года.
В советский период храм, как и многие другие, был закрыт. Колокольня была разрушена, а здание использовалось для хозяйственных нужд. В 1990-х годах церковь была возвращена верующим, начались работы по восстановлению. В 2000-х годах была выстроена новая колокольня в упрощенных формах.
Архитектурно, церковь представляет собой удлиненный четырехугольник с четырехугольным алтарем и совместной колокольней. Внутреннее расположение включает алтарь, среднюю часть и трапезную, где устроены приделы. Иконостасы были изготовлены в 1881 и 1889 годах, а стены храма расписаны в 1889 году.