Село Вязёмы, расположенное на берегу реки Вязёмки, известно с XIV века. В конце XVI века оно стало вотчиной Бориса Годунова, который, стремясь укрепить свои позиции и продемонстрировать могущество, инициировал строительство ряда архитектурных сооружений, включая Спасо-Преображенский храм.
Строительство храма было завершено в 1598 году. Архитектурно он представляет собой монументальный четырёхстолпный храм на высоком арочном подклете. Здание украшено двумя приделами по бокам, завершёнными рядами кокошников и малыми главами. Фасады расчленены лопатками на три прясла и завершены полукруглыми закомарами. Щелевидные окна в профилированных амбразурах обрамлены архивольтами. С трёх сторон храм окружает гульбище на аркадах, а завершает его каноническое пятиглавие.
В XVII веке храм продолжал функционировать, являясь духовным центром для местного населения. В этот период село Вязёмы переходило от одного владельца к другому, но храм сохранял своё значение и поддерживался в надлежащем состоянии.
В XVIII веке усадьба Вязёмы принадлежала князьям Голицыным, которые уделяли внимание её развитию. Храм оставался важной частью усадебного комплекса, служа местом богослужений и духовной жизни.
В начале XX века, после революции 1917 года, храм, как и многие религиозные сооружения, столкнулся с трудностями. В 1938 году он был закрыт, а его имущество разграблено. Здание использовалось для различных хозяйственных нужд, что привело к утрате многих элементов внутреннего убранства.
В 1990-е годы начался процесс возвращения храма Русской Православной Церкви. Были проведены реставрационные работы, направленные на восстановление исторического облика здания. В настоящее время храм вновь действует, являясь не только памятником архитектуры, но и духовным центром для местных жителей.
