Церковь Преображения Господня в Плёсе построена в 1849 году на месте упразднённого Спасо-Преображенского монастыря, существовавшего с XVII века. Монастырь, основанный при участии святителя Киприана, сподвижника князя Василия Дмитриевича, к 1764 году насчитывал лишь трёх монахов и был закрыт в ходе секуляризации церковных земель Екатериной II. Главный храм обители стал приходским.
Каменный храм выполнен в стиле позднего классицизма с массивной колокольней, служившей градостроительным акцентом западной окраины города. Архитектурные особенности включают трёхчастный алтарь: главный престол освящён в честь Преображения Господня, боковые — в честь Владимирской иконы Божией Матери и святителя Николая Чудотворца. В интерьере сохранились кипарисовые доски с мощевиками и фрагменты росписей XIX века.
В 1833 году при храме образовалось городское кладбище, где хоронили жителей Плёса до начала XX века. В советский период здание использовалось как склад и столярная мастерская, что привело к утрате внутреннего убранства. Богослужения возобновлены в 1990-х годах. Ныне храм является подворьем Свято-Никольского женского монастыря.