Село Пустошь, входящее в состав Афанасьевского сельского поселения Шуйского района Ивановской области, известно с XIX века. По данным Центрального статистического комитета Министерства внутренних дел Российской империи, опубликованным в «Списках населённых мест Владимирской губернии по сведениям 1859 года», деревня Пустошь имела 106 дворов и население 659 человек. К 1896 году число жителей увеличилось до 1051 человека, а количество дворов — до 202.
В 1895 году в деревне была открыта церковно-приходская школа, освящённая в честь Преображения Господня, приписанная к приходу села Афанасьевского.
Здание церкви, построенное из красного кирпича, было открыто и освящено в 1912 году. Архитектурно храм представляет собой образец русского стиля начала XX века. Северный фасад здания обращён к автодороге.
В 1930-е годы, в период антирелигиозной политики советской власти, церковь была закрыта, а здание использовалось как сельский клуб. К началу XXI века храм находился в запущенном состоянии, частично разрушенный, с утраченной главой и колокольней.
В 2006 году храм был возвращён верующим. С 2013 года начались ремонтные и реставрационные работы. Капитальный ремонт крыши был произведён, в 2018 году установлена глава. Внутри храма, по мере сил и средств, ведутся реставрационные работы. Регулярно осуществляются службы: молебны и панихиды. Действующая Преображенская церковь приписана к храму святых первоверховных апостолов Петра и Павла города Шуи.
