Село Спас-Прогнанье впервые упоминается в 1613 году как вотчина Пафнутьево-Боровского монастыря. На тот момент в селе уже существовал деревянный храм, посвящённый Преображению Господню. Название села связано с расположением на берегах реки Прогнанки; в старину оно именовалось Спасским, а храм — Спасом на Прогнани.
В начале XVIII века село вошло в состав имения дворян Чебышевых. В 1784 году на средства Ивана Афанасьевича Золотухина был построен каменный храм по проекту архитектора Михаила Григорьевича Преображенского. В 1829 году его внук, математик Пафнутий Львович Чебышев, возвёл каменную колокольню.
Архитектурный стиль храма относится к барокко. Здание представляет собой одноглавую церковь с восьмигранным барабаном, трапезной и колокольней. В храме имеются четыре престола: главный — в честь Преображения Господня, а также в честь Благовещения Пресвятой Богородицы, святого Георгия Победоносца и преподобного Пафнутия Боровского.
В подклете храма, рядом с могилами родителей, похоронен выдающийся русский учёный-математик и механик Пафнутий Львович Чебышев (1821–1894).
В советский период храм был закрыт и использовался в хозяйственных целях. В 1946 году храм был вновь открыт и продолжает функционировать до настоящего времени.
