Замечательный памятник годуновского зодчества. Пятиглавый четырёхстолпный храм на подклете с боковыми галереями, к восточным углам которых примыкают одноглавые объёмы малых приделов. Выстроен на средства Б. Ф. Годунова при его резиденции. Отдельно от церкви тогда же была поставлена трёхпролетная звонница. Главный престол, первоначально Троицкий, переосвящён в Преображенский в 1690-х, при ремонте церкви. Боковые приделы Казанский и Борисоглебский, в подклете тёплый Никольский храм. Закрыта в кон. 1930-х. При реставрации в 1950-1960-х была разобрана примыкавшая к церкви многоярусная колокольня 1862. Во 2-й пол. ХХ в. здание служило столовой, возвращено верующим в 1992-1998 по частям, отремонтировано.

Церковь входит в ансамбль усадьбы князей Голицыных Вязёмы (ныне историко-литературный музей-заповедник).