Дата постройки последнего здания: 1693-1793   см. фотографии объектов той же эпохи

Кирпичный двухэтажный пятикупольный храм с декором в стиле позднего барокко. Заложен в 1693, но в 1699 постройка приостановлена и в 1733-1738 второй этаж выстроен в дереве. Каменный второй этаж сооружён в 1789-1793 на средства купца М. Бородина, тогда же перестроен первый ярус. Отдельно стоящая колокольня сооружена в 1810-1817, западная паперть - в 1839-1840. Внизу Благовещенский храм с Никольским приделом, вверху Преображенский с приделом Питирима Тамбовского. Закрыт в 1929, сломана колокольня. Был занят музеем, возвращён верующим в 1993. Ремонтно-восстановительные работы проводились в 1994-1998 и в 2006-2007. В нач. 2000-х к юго-западу от храма построена новая колокольня маленького размера. На Пасху 2011 после археологических раскопок начато восстановление исторической колокольни на прежнем фундаменте, завершенное 3 нояб. 2012. Новая колокольня воссоздана по прежним чертежам, но на ярус выше.

Кафедральный собор Тамбовской епархии. В нижнем этаже храма покоятся мощи св. Питирима Тамбовского (+1698).