Строительство Преображенского собора было начато в 1826 году по инициативе и на средства якутского купца I гильдии Михаила Соловьева.

Полное завершение и освящение храма было совершено в декабре 1846 года.

В двадцатые годы XX столетия храм был закрыт: разрушена колокольня, сброшены кресты, уничтожен иконостас, а здание было приспособлено под библиотеку.

К 80-м годам здание пришло в аварийное состояние, библиотека переехала в другое помещение, а то, что осталось от храма, было заброшено.

Якутской епархии в 90-е годы были переданы руины храма.

Восстановительные работы были завершены в 2001 году, торжественное освящение храма состоялось 19 августа 2001 года.

В 2004 году в нем был установлен иконостас.

В 2005 году по благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II в Градоякутский Преображенский храм из Никольского собора была перенесена епископская кафедра.

На сегодняшний день это главный храм Якутии.

В Преображенском Кафедральном соборе имеются святыни, которые почитаются верующими: икона Покрова Пресвятой Богородицы с вложенной частицей одежд Богородицы, иконы Божией Матери «Живоносный Источник» и Державная, эти святыни участвовали в Крестном ходе «Под звездой Богородицы» в 2008 году.

Эти два образа увешаны крестиками, ювелирными украшениями, знаками благодарности Пресвятой Богородицы за Ее помощь.

В 2010 году в храм была передана икона Пресвятой Богородицы «Всецарица», специально написанная на святой горе Афон для Якутии и икона Пресвятой Троицы, написанная на куске коры от Маврийского дуба.

Духовенство собора и приход активно участвуют в миссионерской деятельности, периодически посещая миссионерские приходы с целью просвещения и духовного окормления прихожан. Совершая миссионерские поездки по районам Якутии, приходится участвовать и в различных культурно-массовых мероприятиях города и районов Якутии. Зачастую бывают выступления по местным телевизионным каналам.