О строительстве нового храма в честь Преображения Господня в Рылихе (в те времена – окраина Иваново) заговорили в 1889 году. Разговоры пустыми не оказались, и уже в августе того же года был заложен первый камень в фундамент будущей святыни. Благодаря средствам местного фабриканта Гарелина, который не только оплатил работу московского архитектора Александра Каминского, разработавшего проект собора, но и профинансировал все строительство, Преображенский храм освятили в августе 1893 года.
Церковь, внешние стены которой украсили в бело-голубые цвета, стала еще одним украшением города. Праздничный вид постройке придали и многочисленные декоративные элементы: полукруглые и килевидные кокошники, пышные карнизы, ажурная решетка ограждения.
Одновременно с храмом построили шатровую колокольню, приходской дом, сторожку. Все постройки выдержаны в традиционном для церковного зодчества русском стиле.
Богослужения в храме проводились до 1940 года, но незадолго до начала Великой Отечественной войны собор закрыли решением Ивановского облисполкома. Но уже в ноябре 1944 года местные жители отстояли святыню, и власти вернули ее прихожанам.
До 2014 года Преображенский собор носил звание кафедрального, но уступил этот статус Успенскому собору. На популярности церкви это никак не отобразилось – местные верующие все так же ходят сюда на богослужения, с теплотой отзываясь о царящей внутри святыни атмосфере.