Возведен первый в Новокузнецке деревянный православный храм в северорусских традициях, с шатровым завершением. Из окладной книги известно, что в первой половине XVII столетия в Спасо-Преображенском храме служил священник, в прошлом ключарь Архангельского собора Московского Кремля. Летом 1734 года в результате пожара церковь сгорела, но к зиме этого же года кузнечане восстановили храм в его изначальных объемах и архитектурных традициях. К концу XVIII столетия появилась необходимость в новой Спасо-Преображенской церкви, так как деревянная второго поколения была уже обветшалой. Начинается сбор народных пожертвований на возведение каменного Преображенского собора, как главного храма Кузнецкого заказа. Его закладка и первый этап строительства осуществлялись иркутской артелью Почекурина при заказчике протоиерее Ефимии Викуловском. Строительство собора закончилось в 1835 году при непосредственном участии его старосты И. С. Конюхова, автора знаменитой «Кузнецкой летописи». Длительность возведения храма (43 года) сказалась на его архитектурной стилистике, в которой присутствует классицистическая традиция.
В 1926 году первый этаж пострадавшего от пожара храма был приведен в относительный порядок, и в нем возобновилась служба, которая продолжалась недолго. В 1929 году в помещении закрытой уже церкви разместился геологический музей. Наконец, в 1934 году храм был закрыт. В 1937 году обсуждался вопрос о приспособлении здания церкви под музей. Но такое приспособление не состоялось. Некоторое время в здании церкви размещалась школа комбайнеров, а в конце 1930-х годах – хлебопекарня. В послевоенные годы здание храма было окончательно заброшено.
Во второй половине 1980-х годов на заброшенный храм обратили внимание. Предполагалось сохранить собор как памятник истории и архитектуры, и разместить в нем органный зал. Обществу охраны памятников города поручили заниматься заказом инструмента в Германии. Из Москвы был приглашен специалист по органам для обследования здания. В ожидании приезда специалиста велась очистка собора от многолетнего мусора. Организатором и вдохновителем этого благородного дела была Н. П. Ишкова, председатель городского общества охраны памятников. В деле возрождения храма принимали участие неравнодушные к судьбе памятника горожане и учащиеся СПТУ № 52. Одновременно в конце 1980-х годов православные верующие обратились в городской Совет народных депутатов с просьбой о передаче им храма.
По оценке специалистов, храм идеально подходил под органный зал. Но Совет народных депутатов в 1989 году принял решение передать собор православным верующим. Весной 1994 года вокруг здания собора были возведены леса, началась реставрация. В 1997 году главный купол церкви и купола колокольни покрыли медью. На первом этаже уложили мраморный пол с подогревом. На Кузнецком металлургическом комбинате были изготовлены кресты на луковичные главки. В 1999 году были сняты все леса с храма, закончены отделочные работы. Купола собора покрыли позолотой.
Осенью 2004 года реставрационные работы и роспись собора завершены и Спасо-Преображенский собор праздновал свое новое рождение.