По данным переписи 1767 года, в селе Великая Топаль существовал деревянный храм Преображения с приделами Архистратига Гавриила и Евфимия Великого. В 1780 году, по заказу графа Петра Александровича Румянцева-Задунайского, на месте деревянного был возведен каменный храм, сохранившийся до наших дней. Предположительно, проект храма разработан петербургским архитектором Юрием Матвеевичем Фельтеном, что подтверждается характерными для его творчества архитектурными элементами.
Архитектурно храм представляет собой двусветную ротонду, завершенную куполом и небольшим декоративным восьмериком с главкой. С востока и запада к ней примыкают равновысокие прямоугольные алтарь и трапезная с закругленными углами. Выразительность силуэта усиливают четыре цилиндрические башенки с яйцевидными кровлями и щипцовыми коронами, расположенные над закругленными углами алтаря и трапезной. Северный фасад, обращенный к бывшему барскому дому, выделяется двумя более крупными и высокими башнями, во втором ярусе которых размещены колокольни с стрельчатыми арками звона и круглыми оконцами над ними. Между этими башнями расположен парадный вход с четырехколонным портиком.
Фасады храма украшены рустованными пилястрами, горизонтальной рустовкой и стрельчатыми проемами, сочетающимися с небольшими круглыми окнами второго света. В интерьере купол и своды расчленены радиальными и концентрическими тягами, украшены кессонами со звездочками на темно-синем фоне; в четырех круглых медальонах купола в технике гризайль изображены христианские символы. Церковная утварь и иконостас относятся к XIX – началу XX века.
В первой половине XIX века княгиня Варвара Сергеевна Голицына, владелица усадьбы, возвела рядом с храмом пирамидальную колокольню высотой 20 саженей и второй каменный храм в честь Святителя Николая. Эти постройки не сохранились.
В предвоенные годы XX века Преображенский храм был закрыт и использовался как зернохранилище. Во время Великой Отечественной войны богослужения в храме были возобновлены. Последнее освящение храма состоялось 27 августа 1972 года митрополитом Орловским и Брянским Палладием, о чем свидетельствует подпись на антиминсе.
В настоящее время храм является действующим, при нем функционируют приходская библиотека и воскресная школа. Храм включен в список объектов культурного наследия и находится под охраной государства. Богослужения проводятся регулярно, поддерживая многовековые традиции православия в регионе.
