Спасо-Преображенский мужской монастырь в Каменске-Уральском ведет историю с 1860 года, когда была учреждена женская община по инициативе Авдотьи Ивановны Ворониной, дочери местного мастерового. Община получила официальный статус по высочайшему повелению от 9 июля 1860 года, с закреплением за ней пожертвованных Ворониной каменного дома и земельного участка. Первая домовая церковь во имя Казанской иконы Божией Матери была освящена 21 октября 1862 года.
Строительство каменного Преображенского храма началось в 1872 году и завершилось в 1878 году. Главный престол освящен в честь Преображения Господня 15 октября 1878 года, правый придел — в честь Благовещения Пресвятой Богородицы, левый придел — во имя святителя Николая, архиепископа Мир Ликийских. В 1892 году община была преобразована в женский монастырь. На территории обители находилась каменная часовня, построенная в конце XVIII века.
К 1917 году в монастыре проживали 30 монахинь и 150 послушниц. В 1920 году монастырь был закрыт советской властью, а 27 октября 1921 года прекратились богослужения в Преображенской церкви. Здания монастыря использовались под размещение военкомата, земельного управления, сельскохозяйственных курсов, детских учреждений, клуба, хлебозавода и складов.
В 1998 году Священный Синод Русской Православной Церкви принял решение об учреждении на месте бывшей женской обители мужского монастыря. В 2002 году храм Преображения Господня был передан Екатеринбургской епархии. С 2001 года начались восстановительные работы, включавшие реконструкцию кровли, алтарной апсиды и инженерных сетей. 7 апреля 2013 года состоялось освящение престолов приделов храма.
В монастыре хранятся святыни: частицы мощей святителя Николая Чудотворца, праведного Симеона Верхотурского, святителей Исаии и Димитрия Ростовских, святителя Тихона, Патриарха Московского. Богослужения совершаются ежедневно по установленному чину.