Елисаветград за время его истории неоднократно посещали лица известные и высокопоставленные, императоры (начиная с Александра I) и военначальники. Среди них - князь Григорий Александрович Потемкин, который, приезжая сюда, останавливался в доме, специально построенном для нею в крепости. Именно по инициативе "светлейшего" для часовенных, которые имели до этого свой молитвенный дом, но пожелали принять единоверие, был возведен деревянный храм.
Освящение состоялось 22 августа 1788 года в честь Преображения Господня "въ знакъ собственнаго ихъ (часовенных авт.) преобразованія" Освящение проводил корсунский игумен Иоасаф, известный защитник старообрядчества. Однако, во время уже упоминаемого нами пожара 1798 года храм сгорел и в 1805 году на его месте заложили каменный, двухэтажный (нижний этаж - отапливаемый - по имя Николая Чудотворца, верхний - холодный - Преображения Господня). Примечательно, что храм строился очень быстро, уже через год каменные работы были завершены. Спешка, а также отсутствие хорошего мастера, как впоследствии указывал занимающийся строительством протоиерей Кондратий Парамонов, стали причиной того, что 26 августа 1806 года строение вдруг упало, оставив лишь колокольню, на тот момент недостроенный. Строительные работы нужно было начинать заново.
Благодаря тому, что первое пожертвование на восстановление Преображенского храма было сделано самим императором Александром 1, необходимая сумма была собрана сравнительно быстро и уже 9 февраля 1813 года в Елисаветграде был освящен одноэтажный каменный трехпрестольный Преображенский храм, построенный в стиле раннего классицизма. Престолы его - во имя Преображения Господня (главный), Св. Николая Чудотворца и в честь Введения но храм Пресвятой Богородицы.
В 1930-е годы богослужения в Преображенском храме были запрещены, а само здание использовалось как зернохранилище.
Службы возобновились в 1942 году, 
но в 1962 храм вновь закрыли и через 4 года открыли в нем картинную галерею, а на месте небольшого кладбища, 
что находилось на церковной территории, в этот же период были построены корпуса Кировоградской обувной фабрики (уже в 1996 году на территории храма в намять о тех, кто был похоронен на этом кладбище, установлен металлический крест, высотою 3, 7 метра).
В 1991 году картинная галерея выехала в новое здание, вернув храм его прихожанам. То, что в здании некоторое время находилось учреждение культуры, способствовало частичному его сохранению, хотя список утраченного велик. Полностью разрушена трехъярусная колокольня, что была над притвором, нет старого иконостаса, выполненного елисаветградскими резчиками по дереву по образцам московской школы резчиков 18 века. Сегодня в храме мы уже видим новый иконостас, но еще предстоит огромный труд по восстановлению полностью утерянных настенных росписей. В 1996 году ко дню города в Преображенском храме была установлена и торжественно освящена икона покровительницы нашего города в Св. Елизаветы.
Настоятель храма протоиерей Петр Сидора, причт составляет 6 священнослужителей.