Строительство храма началось в 1614 году по инициативе князя Бориса Михайловича Лыкова-Оболенского, представителя знатного рода, владевшего селом в тот период.Князь Лыков-Оболенский также известен своей деятельностью по восстановлению Пафнутьево-Боровского монастыря после разорения в 1610 году.
Первоначально храм был построен из кирпича и представлял собой двухэтажное здание с нижним тёплым приделом в честь Казанской иконы Божией Матери. В течение XVII века храм неоднократно достраивался и к 1696 году приобрёл свой современный облик. В строительстве и расширении храма также принимали участие представители рода Нарышкиных, чьё имение находилось в непосредственной близости от села.
Архитектурно храм является ярким примером русского зодчества конца XVII века, характеризующегося стилем «русское узорочье». К основным особенностям здания относятся пятиглавие, завершение свода закомарами и обрамление куполов кокошниками. Верхний храм, используемый в летний период, имеет два яруса окон, обрамлённых наличниками, состоящими из двух колонок, связанных сверху фигурной скобкой. Шатровая колокольня, расположенная при входе в трапезную, представляет собой восьмерик, поставленный на четверик таким образом, что по главным осям приходятся не грани, а углы.
В XVIII веке к храму были пристроены дополнительные приделы: в трапезной устроен алтарь в честь Воздвижения Креста Господня, а с северной стороны — придел в честь Покрова Пресвятой Богородицы. Таким образом, храм приобрёл сложную композицию с несколькими престолами, отражающими различные аспекты православной традиции.
В советский период храм подвергся значительным изменениям. С 1920 года в нижнем храме размещались склады, а затем столовая местного колхоза. В 1937 году богослужения были прекращены, и здание использовалось не по назначению. Однако 24 сентября 1947 года храм был возвращён церковной общине, и начались работы по его восстановлению. В последующие десятилетия проводились ремонтные работы, включая восстановление крыши и куполов.
В 1990-х годах начался новый этап реставрации храма. Были проведены работы по обновлению кровли и куполов, установлены новые кресты, налажено отопление, произведена побелка стен, а также построены новые кельи и технические помещения для церковного хозяйства. В 2002 году были отлиты новые колокола, которые были освящены при участии правящего архиерея.
В настоящее время храм Преображения Господня в селе Спас-Загорье является действующим и регулярно принимает прихожан. При храме функционирует воскресная школа для детей и библиотека. Проводятся огласительные беседы с взрослыми, готовящимися к крещению или вступлению в брак.
