Строительство Спасо-Преображенского собора началось при Юрии Долгоруком в 1152 г. Одновременно с ним князь Юрий заложил церковь Бориса и Глеба в Кидекше, Георгия в Юрьеве-Польском и Георгия на княжеском дворе во Владимире. Из четырех храмов до нас частично дошла церковь Бориса и Глеба; Спасо-Преображенский собор - единственная из четырех построек, дошедших до нашего времени почти полностью.
Возведение храма, незаконченное при Юрии, было завершено Андреем Боголюбским (1157-1160). Вероятно, что ко второму периоду строительства относится часть стен выше линии отлива, своды и глава (их кладка, в которой чередуются белокаменные квадры и постелистые (т.е. плоские) блоки).

В действительности храм, который в литературе стало принято называть собором, был дворцовой церковью при деревянных княжеских хоромах, располагавшихся в северной части Кремля. В западном прясле северного фасада сохранилась заложенная дверь, ведшая из дворца на хоры по деревянному переходу.
Архитектура церкви лаконична и монументальна. Ее пропорции несколько тяжелы и приземисты. Приземистость пропорций усиливаются заглублением цоколя, вросшего в землю, и поздним луковичным завершением широкого барабана. Впечатление от несколько тяжеловатых объемов, создающее при рассмотрении извне, контрастирует с эмоциональным строем интерьера, обладающего гармонично спокойным, широким и светлым пространством. Интерьер церкви также прост, как и его фасады: столбы с небольшими закрестиями поддерживают крупный купол с восемью окнами. Единственное украшение внутреннего пространства - простые карнизы в импостах столбов. Первоначальная выстилка пола состояла из зеленых и желтых майоликовых плиток. Нижние части столбов имели трапециевидные очертания.

На уровне хор по фасадам проходит скошенный уступ (отлив), над которым стены становятся тоньше. Цоколь также завершался отливом. Апсиды церкви украшает карниз с аркатурой на консолях, характерной для романской архитектуры; в карниз включен резной пояс тонкого рисунка. Барабан главы венчает карниз с "городчатым" поясом, характерным для построек времени Андрея Боголюбского. Порталы имеют простые уступчатые обрамления.
На стенах апсид сохранились многочисленные графитти крестов, которые, вероятно, были связаны с погребениями вокруг церкви. Внутри нее, в юго-западном углу, были похоронены переславские князья Дмитрий Александрович (1294) и его сын Иван Димитриевич (1302)

Перестройки, изменения, реставрация:
1403 - обновление
1442 - капитальный ремонт (на это указывают графитти в апсиде)
1626 - ремонт
1848 - четырехскатное покрытие
1891-94 - реставрация. Новая облицовка фасадов, нижние части внутренней поверхности стен, мраморный иконостас, новая роспись.

Живопись:
Собор расписан в 1157 г. От живописи сохранился фрагмент, находившийся на сводах под галереей, с изображением апостолов из сцены Страшного суда (хранится в ГИМ). В апсиде сохранился фрагмент декоративных "полотенец", с процарапанным по сырой штукатурке изображением фигуры молящегося перед крестом человека. Нижние части столов под хорами были расписаны под мрамор.