С петровских времён место нынешней Преображенской площади находилось на территории расквартирования Преображенского полка – старейшего элитного подразделения императорской гвардии, полковником которого одно время был Пётр Первый, а подполковником светлейший князь Меншиков.
Полк активно участвовал во всех дворцовых переворотах. В 1741 году при поддержке гвардейцев из расположения гренадёрской роты выступила для захвата власти Елизавета Петровна – дочь Петра Первого. Вскоре её повелением на полковой площади был заложен Преображенский собор, освящённый в 1745 году. Пятикупольное здание заложило новую российскую храмовую традицию.
Воспитанник императрицы Елизаветы император Павел назначил Преображенский собор храмом всей гвардии. После пожара 1825 года собор отстроили заново по проекту Василия Стасова. Здание окружено сквером в ограде из 102 бронзовых стволов трофейных турецких пушек, обращённых дулом вниз в знак того, что они больше никогда не будут стрелять.
На протяжении столетия вокруг собора стояли орудия Преображенского полка, в том числе знаменитые единороги. Внутри здания хранились военные трофеи и реликвии – оружие и преображенские мундиры государей. Также здесь расположена мемориальная доска с именами гвардейских офицеров, погибших с 1702 по 1917 год.
На Яблочный спас вокруг Преображенского собора ежегодно проводили столичный фруктовый базар. Приходское благотворительное общество содержало детский приют и школу для солдатских детей, богадельню, столовую и бесплатные квартиры, а последние годы перед Первой мировой войной здесь обосновалось Братство трезвости и целомудрия.
В доме напротив собора 30 лет жил будущий нобелевский лауреат поэт Иосиф Бродский.