Первые документальные упоминания о храме относятся к 1577–1579 годам. В писцовых книгах того периода зафиксировано существование деревянной церкви Преображения Господня на погосте Детчин, построенной священником Иваном Васильевичем Поповым и его сыном Иваном Ивановичем. Это свидетельствует о значимости религиозной жизни в этом районе уже в XVI веке.
К середине XVIII века деревянная церковь пришла в ветхость, что потребовало её замены. В 1765–1768 годах отставной майор Александр Григорьевич Гурьев, помещик деревни Чёрная, инициировал строительство нового деревянного храма с двумя приделами, посвящёнными пророку Илии и святителю Николаю Чудотворцу. Новая церковь была возведена в стороне от старого храма и включала двухъярусную колокольню.
В 1849 году скончалась Анна Павловна Лызлова, помещица сельца Лунево (Бесово). В своём завещании она распорядилась продать имение, а вырученные средства направить на строительство нового каменного храма в Спас-Детчине. К 1865 году деревянный храм Гурьева обветшал: буря повредила купол и колокольню, что сделало его непригодным для богослужений. В 1870 году душеприказчица Лызловой, Глафира Ивановна Козлова, подала прошение о строительстве каменного храма. После подготовки, включавшей изготовление кирпича и поиск бутового камня, 22 июня 1875 года состоялась закладка нового храма. Строительство завершилось в 1878 году, а в январе 1879 года все три престола были освящены. Архитектором храма выступил Александр Григорьевич Бочарников.
Архитектурно храм выполнен в русско-византийском стиле. Основной объём представляет собой двусветный четверик с куполом, окружённый пониженной трапезной с приделами и колокольней. Фасады украшены декоративными элементами, характерными для эклектики, сочетая классицизм и древнерусское зодчество. В 1903 году рядом с храмом была построена церковно-приходская школа, а в 1907 году — каменная ограда с железными решётками, сохранившаяся до наших дней.
В советский период храм оставался действующим, несмотря на попытки его закрытия в 1937 и 1964 годах. В 1937 году церковь была закрыта, кресты с куполов сбиты, а в здании размещён сельский клуб. Однако в 1944 году богослужения возобновились, и храм продолжил функционировать. В 1988 году началась реставрация, включавшая замену внутреннего и внешнего декора под руководством архитектора Андрея Бубнова-Петросяна.
В 2002 году храм был включён в список памятников архитектуры местного значения. В 2003 году посёлок Бесово был переименован в Большое Руново, а в память о древнем погосте в селе появилась улица Спас-Детчин. В настоящее время при храме действует воскресная школа, продолжается активная духовно-просветительская деятельность.
