Первая деревянная церковь в честь Преображения Господня была построена в Невьянске в начале XVIII века. Впоследствии она сгорела, а в 1824-м началось строительство каменного Преображенского храма, здание которого по окончании всех работ могло вмещать до двух тысяч молящихся.

В 1912 году указом Священного Синода невьянскому храму Преображения был присвоен соборный статус. В 1932 году церковное здание закрыли для богослужений и передали местному механическому заводу. Колокола сняли, звонницу и купола разрушили.

В 1940-50-е годы здесь находился цех готовой продукции спецназначения – ракет и снарядов.

К сожалению, мало сведений осталось о внутреннем убранстве собора, но по воспоминаниям очевидцев, оно было весьма богатым.

К концу ХХ века собор полностью утратил свой первоначальный облик…

В 1970-х группой энтузиастов, по инициативе директора Невьянского механического завода Виктора Васильевича Хохонова, были сделаны первые шаги на пути к восстановлению церковного здания. В 1990-92 годах были  проведены проектно-исследовательские работы, выполнен эскизный проект реставрации собора.

В 2000-м, для координации усилий по реставрации Преображенского храма, был создан благотворительный фонд «Старый Невьянский завод».

Восстановительные работы шли с 2001 по 2003 годы, в них приняли участие многие предприятия края.

Освящение собора, возрожденного общим трудом уральцев, архиепископ Викентий совершил 16 августа 2003 года.

Ныне пятипрестольный Спасо-Преображенский собор, как часть исторического комплекса Невьянского завода, наряду со знаменитой наклонной башней, является визитной карточкой города – «демидовской столицы».

Если взглянуть на собор сверху, то вместе с трапезной и колокольней он напоминает в основании огромный крест.

Как гласит легенда, при строительстве колокольни было поставлено условие, чтобы она была выше башни Демидовых: хоть Демидов «некоронованный король», а Бог выше. Именно с этим учетом строили звонницу со шпилем. И ныне высота восстановленной колокольни со шпилем и крестом составляет 64 метра.

Как и раньше, в настоящее время на колокольне установлено 8 бронзовых колоколов. Все кампаны отлиты мастерами из Каменска-Уральского.

В старину церковные полы были выложены чугунными плитами художественного литья, а ныне украшены многоцветным орнаментом высокой сложности, выполненным из лучших пород гранита, змеевика и мрамора. В центре, под главным куполом - сложный рисунок в виде Вифлеемской звезды. Все пять фаянсовых иконостасов изготовлены на Сысертском фарфоровом заводе.

В честь престольного праздника в Спасо-Преображенском соборе собралось множество невьянцев и паломников. По окончании Литургии и Крестного хода состоялось освящение плодов нового урожая.

В честь праздника Преображенский приход организовал концерт фольклорных коллективов и традиционную Преображенскую выставку-ярмарку. А городские садоводы к престольному торжеству украсили молитвенное помещение цветами.