В конце XIХ века получает распространение новый вариант "русского" стиля, сторонники которого пытались подражать архитектуре ХVII века. Интересным памятником этого периода является Преображенская церковь. Закладка храма состоялась 27 августа 1889 г. Строилась церковь в течение четырех лет на средства фабриканта М.Н. Гарелина и была торжественно освящена 24 августа 1893 года. Проект церкви разработал известный московский архитектор А.С. Каминский. Фасады основного объема храма завершены кокошниками, а углы - шатровыми башенками. Венчается храм восьмериком с пятью главами на высоких граненых барабанах. Пышные наличники и карнизы, двухъярусные кокошники и другие архитектурные детали придают зданию нарядный облик. С западной стороны к храму примыкает высокая шатровая колокольня, где первоначально размещались 12 колоколов. Три входа в храм выделены шатровыми крыльцами.

Неподалеку от главного входа в храм выстроили двухэтажный кирпичный дом причта. В центральной части храма был установлен трехъярусный, а в приделах преподобномученика Никона и Иверской иконы Божьей Матери - двухъярусные иконостасы, выполненные по рисункам А.С. Каминского. Иконы для них написал московский художник Я.И. Ручкин. Кроме того, из домашней молельни Гарелиных в храм перенесли несколько старинных, богато украшенных икон. Настенную живопись в храме выполнил художник И.В.Белоусов. Впоследствии М.Н. Гарелин и его жена были похоронены во дворе церкви против алтаря.

Первоначально Преображенская церковь была рассчитана на 700 человек - жителей деревни Рылиха, которая существовала на окраине Иванова с начала ХVII века (в XVIII веке это село принадлежало А.В. Суворову). После постройки храма она стала называться селом Преображенским и вошла в состав города после Февральской революции 1917 года.

С 1931 года храм православная община храма вынуждена была использовать ее совместно со обновленческой. Решением облисполкома 19 мая 1940 года церковь закрыли, внутреннее убранство уничтожили. Через два года верующие обратились с просьбой о регистрации православной общины и с 17 ноября 1944 года в церкви возобновились богослужения. Боковые приделы освятили в честь Николая Чудотворца и Казанской иконы Божьей Матери. Настенная живопись и внутреннее убранство воссоздавались в послевоенный период. Резной золоченый иконостас в стиле барокко привезли в 1956 году из села Сараево Фурмановского района.

После создания Иваново-Шуйской, затем Иваново-Кинешемской епархии Преображенская церковь стала кафедральным собором.