Храм был возведён в 1767 году по инициативе графа Александра Ивановича Шувалова, фаворита императрицы Елизаветы Петровны и влиятельного государственного деятеля того времени. Строительство осуществлялось на территории его имения, известного как Спасс-Косицы. Проект храма был разработан архитектором Карлом Ивановичем Бланком, представителем московской школы зодчества, известным своими работами в стиле екатерининского барокко.
Архитектурно храм представляет собой пятиглавый четырёхстолпный храм с отдельно стоящей массивной трёхъярусной колокольней. Фасады украшены пилястрами, что придаёт зданию торжественный и величественный облик. В интерьере храма было устроено три придела: главный — в честь Преображения Господня, и боковые — в честь Алексия, митрополита Московского, и великомученицы Екатерины.
В период богоборческой кампании 1930-х годов храму удалось избежать разрушения, и он продолжал функционировать. Однако во время Великой Отечественной войны, в январе 1942 года, деревня Спасс-Косицы стала ареной трагических событий. При наступлении Красной армии немецкие войска сожгли деревню, а около 700 её жителей, включая жителей окрестных деревень, были заперты в помещении церкви без пищи и воды на пять суток при двадцатиградусном морозе. 16 января 1942 года они были освобождены передовым отрядом 1293-го стрелкового полка 160-й дивизии 33-й армии.
В 1961 году храм был официально закрыт, и его помещения использовались в хозяйственных целях, что привело к постепенному разрушению здания. Лишь в 2001 году был вновь зарегистрирован приход, и начались работы по восстановлению храма. Однако на сегодняшний день Преображенская церковь продолжает пребывать в запустении. Богослужения проводятся во втором ярусе колокольни, который был утеплён и приспособлен под храм.
Рядом с Преображенским храмом находится Дмитровская церковь-колокольня, построенная в то же время, но пока не используемая для регулярных богослужений. Оба этих храма являются важными элементами культурного наследия Московской области и требуют дальнейших усилий по их сохранению и восстановлению.
