Спаський собор Спасо-Преображенського монастиря з'явився тут як виконання обіцянки, даного Іваном Грозним перед походом на Казань в 1552 році. Молячись у монастирях Мурома і поклоняючись муромським святинь, він дав обітницю у разі одержання перемоги звести в Муромі кам'яні храми. Іван Грозний виконав дану обіцянку і однією з зведених за його вказівкою церков став Спасо-Преображенський собор у Спаському монастирі.

Інший архітектурний ансамбль обителі створювався навколо головного соборного храму. Протягом багатьох століть образ храму і монастиря в цілому постійно змінювався – щось розбирали, щось перебудовували, щось будували заново. На початку 21 століття, після періоду запустіння, який буквально не призвів до загибелі монастиря, цей процес отримав новий розвиток.

Точна дата споруди Спасо-Преображенського собору невідома, але достеменно відомо, що 1560-ті роки храм уже існував. На думку багатьох істориків, зведення собору відноситься до 1554 році. Це пов'язано з тим, що саме в цей час цар передав у дар Спасо-Преображенського монастиря Кудринскую слободу, і, можливо, що нова вотчина була подарунком царя до такої знаменної події, як закінчення будівництва першого в монастирі кам'яного храму.

Спасо-Преображенський собор одночасно з фактом його зведення на кошти государя наголошується в Писцовых муромських книгах, які були складені в 1624 році Григорієм Кириевским і в 1637 році Борисом Бартенєвим.

Спасо-Преображенський собор, який дійшов до нашого часу майже в незмінному вигляді (якщо не враховувати пізні прибудови) – це не зовсім квадратний в плані (за прикру помилку, допущену будівельниками храму, одна сторона його менше за інших), одноповерховий, триапсидний, чотиристовпний, п'ятибанний.

Спочатку купола його мали шлемовидную форму, але під час перебудов вони були замінені на цибулинні; під час проведення останньої реставрації їм повернули шлемовидную форму. Окремі архаїчні для 16 століття архітектурні риси (наприклад, незвично високий центральний барабан з висотою майже дорівнює висоті четверика і високі підпружні арки) роблять можливим припущення про те, храм зводили аж ніяк не московські, а ростовські майстри.

У 1839 році площа собору була розширена шляхом прибудови до нього трапезної та критої широкої паперть із західного боку.

У 1880 році собор сильно занепав і в 1882 році Володимирської духовної цим будинком в ньому було заборонено здійснювати богослужіння. Вони були відновлені після завершення капітального ремонту.

Ще більш масштабні ремонтно-реставраційні роботи були проведені після повернення будівель монастиря православної церкви в 1996 році.