Основные объемы храма располагались последовательно по продольной оси (восток-запад): храм с апсидой - трапезная с двумя приделами по бокам - притвор с колокольней - паперть
Церковь была заложена в 1848 году и была возведена до купола на средства купца С.В. Ерлыкова (Ярлыкова). Завершено строительство было в 1868 году на средства купца Е.И.Королева.
В 1892 году при храме было открыто церковно-приходское попечительство.
В церковной библиотеке имелось 140 томов книг (к 1914 году).
Прихожан обоего пола 1684 душ (к 1914 году).
Ежегодно 6 августа после выхода из Троицкого кафедрального собора крестные ходы с выносимыми из Томска чудотворными иконами доходили до Преображенской площади, здесь у храма они разделялись и шли в села Семилужное, Богородское, Спасское и Ярское.
Прихожане Преображенской церкви неоднократно высказывали необходимость реформ в церковной жизни. Именно здесь была подготовлена почва для томского обновленчесгва.
В 1920 году храм был национализирован и передан верующим в пользование.
В мае 1922 года в приходе Преображенской церкви было открыто «Христианское общество», провозгласившее своей целью строительство новой «Живой церкви». Епископ Томский Виктор (Богоявленский) отстранил от богослужения настоятеля церкви Макария Торопова и объявил Преображенскую общину сектой, но после ареста епископа по делу об изъятии церковных ценностей обновленцы захватили церковную власть в Томске .
В Преображенской церкви проводились религиозно-нравственные чтения до запрета в 1928 году, устраивались сборы в «Пасхальную корзину».
После прибытия в Томск канонического архиепископа Димитрия (Беликова) томские обновленцы стали быстро терять своих сторонников, но община Преображенской церкви продолжала оставаться одной из самых активных.
В сентябре 1933 года здание Преображенской церкви было признано аварийным Постановлением Западно-Сибирского Крайисполкома 26 марта 1935 года Преображенская церковь была закрыта.
В 1936 году здание закрытой церкви было снесено.
В 2002 году на месте разрушенной Спасо-Преображенской церкви началось строительство часовни и сквера в память ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС.
26 октября 2003 года, Преосвященный Ростислав, Епископ Томский и Асиновский освятил новосооруженную часовню, наименованную Спасо-Преображенской.
