Spaso-Preobrazhensky katedra - pagrindinė Žitomiro ortodoksų bažnyčia - vienas iš miesto simbolių. Jis buvo pastatytas imperatoriaus Aleksandro II nurodymu Bizantijos-Rusijos stiliumi su būdingais senovės Rusijos architektūros bruožais 1866-74 m. Bazilijonų graikų katalikų bažnyčios vietoje. Šventykla mūrinė, kryžiaus formos, trijų eilių, su penkiais klubais kupolais, su keturių pakopų 53 metrų aukščio varpine ir devyniais varpais, kurių pagrindinis varpas sveria daugiau nei 8 tonas. Kuriant šventyklos interjerą buvo plačiai naudojami granitai iš Žytomyro srities karjerų ir labradoritai iš Voluinės. Sienų apdailą ir ikonas pagamino dailės akademikas Michailas Vasiljevas.

Ketvirtajame dešimtmetyje miesto bendrajame plane buvo numatyta nugriauti Atsimainymo katedrą ir jos vietoje pastatyti Raudonosios armijos namus, tam sutrukdė Antrasis pasaulinis karas. Iš katedros buvo nuimti varpai, o mūsų laikais buvo pagamintas naujas pagrindinis varpas, sveriantis 750 kg.