Собор Спаса Преображения - старейшая каменная постройка монастыря. Он был построен около 1565 года. По преданию, Иван Грозный, чьё войско переправлялось здесь через Оку, дал обет, что если Казань будет взята, он построит в Муроме каменный храм. В последующие столетия собор был сильно искажён поздними пристройками и перестройками, растёсаны оконные проёмы, шлемовидные главы заменены на луковичные. Реставрационные работы, ставящие целью возвращение памятнику первоначального облика, были начаты в 1960-х годах, но не были полностью завершены. Ремонтно-реставрационные работы 1991 года частично восстановили детали XVI века, но при этом были сохранены поздние пристройки.