Строительство каменного храма было осуществлено в период с 1759 по 1763 год на средства помещика Фаддея Петровича Тютчева, владельца села Хотылёво. Новый храм заменил собой прежнюю деревянную церковь, пришедшую в ветхость. Первоначально в храме имелось два престола: главный — во имя Преображения Господня и придельный — в честь иконы Казанской Божией Матери. В 1895 году оба престола были объединены в один, освящённый во имя Преображения Господня.
Архитектурно здание представляет собой бесстолпное трёхчастное сооружение, включающее основной квадратный в плане объём с закруглёнными углами, увенчанный малым восьмериком с купольной кровлей. К основному объёму примыкают небольшой прямоугольный алтарь с закруглённой восточной стеной и короткая прямоугольная трапезная с четвериком паперти, над которой ранее возвышалась колокольня; до настоящего времени сохранились только остатки её нижнего яруса. Вход на колокольню осуществлялся по лестнице, устроенной при входе в правой стене. Фасады храма были богато украшены пилястрами, витиеватыми обрамлениями, многопрофильными карнизами и лепниной, характерной для стиля елизаветинского барокко.
После 1917 года храм был закрыт и пришёл в запустение. В 1929 году здание было официально закрыто, а в 1934 году приспособлено под общежитие учащихся техникума: был добавлен второй этаж, устроен потолок, лепное убранство уничтожено. В период Великой Отечественной войны здание храма пострадало, а в конце 1940-х годов было разрушено его завершение. В настоящее время здание находится в полуразрушенном состоянии, без внутреннего убранства.
В 2014 году, в день Святой Троицы, около храма был установлен поклонный крест, освящённый благочинным Брянского районного округа и настоятелем храма. В том же году состоялся областной семинар по охране памятников культуры, на котором было рекомендовано направить заявку о включении храма Преображения Господня в программу восстановления памятников культуры.
