Спасо-Преображенский собор начинает свою историю с 88 года 18 столетия, когда согласно ходатайству князя Потемкина-Таврического было проведено освящение деревянного однопрестольного храма. Но через десять лет здание сгорело, а стройка, начатая в 1806, закончилась тем, что храм обрушился.
Новое здание, сохранившееся до сегодняшнего дня, было освящено в 1813 году. И несмотря на то, что храм дважды закрывали в 20 столетии - в 30-е и в 60-е годы - сам собор уцелел. Новую страницу своей истории храм открыл в первый день 1992 года, когда после продолжительного времени здесь вновь отслужили божественную литургию, и служение в храме стало восстанавливаться. Немало усилий приложил настоятель собора протоиерей Петро Сидора, чтобы храм стал таким, каким его видит сейчас не только местное население, но и гости города.
В соборе хранятся фрагменты мощей святых, есть почитаемые иконы, среди которых одно из главных мест занимает икона Божьей Матери «Елисаветградская». Эта икона является святыней кировоградцев, покровительницей и защитницей Кировограда.
На территории храма к 2000-летию Рождества Христова установлен монумент, построена новая колокольня в неоклассическом стиле. Обширная территория храма красиво украшена фонтанами, цветочными клумбами, скульптурными группами. Спасо-Преображенский собор является историко-архитектурной достопримечательностью и культовым сооружением и представляет собой значимую составляющую в формировании духовной культуры жителей Кировоградского края.
