Спасо-Преображенський собор в Ізюмі був збудований у 1684-1685 роках. Це другий найстаріший храм Слобожанщини, що зберігся.

Його побудували на кошти полковників Костянтина Донця та Федора Шидловського.

На стінах храму до 1919 року висіли трофеї, отримані Ізюмським полком у військових походах з 1686 року (переважно турецькі). У храмі зберігалися Євангеліє та риза, подаровані Петром I після відвідин Ізюма у травні 1709 р. Про це пише Філарет Гумілевський у праці “Історико-статистичний опис Харківської єпархії” (1859 р.). Був тут Олександр I…

На початку XX в. архітектор М. Ловцов (автор харківського Благовіщенського собору) перебудував собор, додав “цибулини” з кокошниками.

У 1953-1954 pp. його постаралися відновити в оригінальному вигляді, прибравши пізніші надбудови, але, на жаль, початкові пропорції все ж були втрачені навіть після відновлення.

Багато дослідників відносять стиль до козацького бароко, хоча це, скоріше, це його підвід – Сіверська архітектурна школа. Існують припущення, що будували храм ті ж майстрові люди з Сіверщини, які побудували Миколаївський храм у Святогірській лаврі (1684) та Покровську церкву у Харкові (1689).

Під час російських обстрілів Ізюма у 2022 р. собор був пошкоджений і частково втратив скління.