В течение нескольких лет службы для прихожан проходили в различных временных помещениях. В 1935 года начался сбор средств на приобретение здания для церкви, а в 1937 году эта идея была успешно реализована. На добровольные пожертвования прихожан собор отреставрировали, и 17 октября 1937 года была проведена церемония его освящения. В последующие годы собор расширился, внутри него появились алтарь и иконостас.
После Второй мировой войны, когда много русских прибыло в Лос-Анджелес из Европы и с Дальнего Востока, при храме была создана русская школа.
Начиная с 1950-х годов приход принялся проектировать постройку большого собора. Созданное Общество ревнителей 30 лет собирало деньги, и в 1979 году началось строительство нового каменного храма. Когда в 1982 году половина работ была завершена, в храме начались богослужения. Храм тогда еще стоял без куполов. Сейчас трехпрестольный собор украшают 10 куполов, в иконостасе – 130 икон, написанных иконописцем и регентом из Сан-Франциско Владимиром Красовским. Служат в Преображенском храме в основном на церковнославянском, английского почти не употребляют.
