В начале XX века в слободе Головчино существовали три церкви: Николаевская (каменная, построена в 1797 году), Преображенская (каменная, построена в 1796 году) и Скорбященская (располагалась в доме графа Толстого).
Архитектурно Преображенская церковь представляет собой однокупольное здание, состоящее из колокольни, трапезной, основного храма и апсиды. Особенностью композиции является восьмигранный подкупольный барабан, украшенный полуколоннами с упрощёнными базами и капителями. Колокольня имеет круглые отверстия с четырёх сторон, назначение которых остаётся неясным.
В 1920–1930-х годах Преображенская церковь избежала разрушения. Однако во время Великой Отечественной войны, в период оккупации села немецкими войсками, резной иконостас был вывезен, а здание храма использовалось под кафе. В 1942–1943 годах в здании содержались военнопленные. После 1944 года богослужения в храме были возобновлены.
