В XVI веке деревянные храмы на погосте сменялись по мере их ветхости или после пожаров. В период Смутного времени храм стоял «пуст, без пения». В 1708 году село было пожаловано князю Григорию Фёдоровичу Долгорукову, который в 1722 году построил новую деревянную церковь.
В 1775 году земли Хатунской волости, включая Староспасский погост, были переданы Екатериной II во владение графу Алексею Григорьевичу Орлову. В 1780 году на средства графа Владимира Григорьевича Орлова был построен каменный храм, сохранившийся до наших дней. Главный престол был освящён в честь Преображения Господня, а придельный храм — во имя великомученика Георгия Победоносца.
Архитектурно храм представляет собой образец русского церковного зодчества XVIII века. Здание выполнено из кирпича, с традиционной для того времени композицией, включающей основной объём с пятиглавием и колокольню. Фасады украшены элементами, характерными для классицизма, отражающими эстетические предпочтения эпохи.
В XIX веке храм существовал на пожертвования состоятельных крестьян села Бавыкино. В ограде церкви находится некрополь семьи Серебровых и их родственников Щеголихиных, которые владели шёлковой фабрикой в Москве. В дореволюционное время при храме функционировала церковно-приходская школа, где обучались дети из ближайших деревень.
После революции и в течение всего советского периода Преображенский храм оставался действующим, что было редкостью для того времени. В 1960-х годах предпринимались попытки его закрытия, однако благодаря усилиям художника С.С. Чехова, внучатого племянника А.П. Чехова, храм удалось сохранить.
