Первое упоминание об основании Спасо-Преображенского монастыря содержится в Новгородской Первой летописи под 1192 годом, «В то же лето в Русе срубиша церковь на острове, Мартурий игумен, в имя святого Преображения, и створи манастырь, и бысть прибежище крестьяном, христианам». Собственно говоря, эта запись является вообще первой в ряду регулярных летописных свидетельств о Старой Руссе, хотя за четверть века до неё, в 1167 году, Руса уже была однажды упомянута на страницах летописи. В приведённой выше летописной записи говорится, что монастырь возник «на острове», между тем как сейчас местность, где находится ансамбль строений обители, островом никак не назовёшь. Дореволюционное описание Спасо-Преображенского монастыря предлагает считать, что прежде «ручей Войе, обтекающий город с восточной стороны и впадающий за монастырём, на северо-западной стороне, в реку Полисть, при значительном водном пространстве в древнее время, образовал собою остров». В 1194 году монастырь выгорел со всеми другими постройками Русы. А в 1198 году его основатель — теперь уже архиепископ — Мартирий выстроил в нём каменный соборный храм.
Спасо-Преображенский собор не сумел пронести сквозь столетия свой первоначальный облик, и теперь о нём позволяют судить лишь данные археологических исследований. Согласно им, в древности он представлял собой вполне обычный для новгородской архитектурной традиции того времени храм — в плане почти квадратный, с четырьмя столпами, тремя входами с запада, юга и севера, и трёхчастным делением стен. В этом смысле был близок своим новгородским «ровесницам» — таким, как церкви Спаса на Нередице или Петра и Павла на Сильнице. Единственное отличие — лестничная башня у северо-западного угла. Ни у одного из «простых» новгородских храмов конца ХII века мы не найдём лестничных башен. К описываемому периоду они в рядовых храмовых постройках уступили место внутристенным лестницам.
К концу первой половины ХV века собор, выстроенный архиепископом Мартирием, совершенно обветшал, и в 1442 году, при игумене Иоанне, он пережил первую существенную перестройку, сопровождавшуюся разборкой старых стен почти до земли. Инициатором и заказчиком перестройки выступил новгородский владыка Евфимий II. Он же по прошествии нескольких месяцев, как и в ХII веке, строительство было завершено за один сезон, приехал освящать храм. Переустройство Спасского собора было произведено в русле новгородской храмоздательной традиции. Храм приобрёл трёхлопастное покрытие, характерное для новгородских церквей этого периода, соответствующий декор и, кроме того, стал двухэтажным. В таком виде он сохранялся до ХVII века. «В несчастную годину самозванцев и междуцарствия, — рассказывается в опубликованной в конце ХIХ века летописи Спасо-Преображенского монастыря, — когда город Старая Русса был занят войсками шведского воеводы Понтуса Делагарди, монастырь был разорён и дворы около него сожжены».
Спасо-Преображенский собор некоторое время использовался под зерносклад и уже к началу войны представлял собой печальное зрелище. Во время оккупации в уцелевших зданиях обители разместилась немецкая комендатура. В 1960-е годы начата реставрация архитектурного ансамбля, приуроченного к празднованию 800-летия Старой Руссы. Как можно видеть, все окна нижнего яруса удалось восстановить в формах ХV столетия с характерными бровками над ними, образованными двумя декоративными элементами — полуциркульной «полочкой» и рядом поребрика. На южном фасаде одно такое окно было восстановлено и во втором ярусе. Также на южном фасаде собора можно видеть два наличника с так называемыми «разорваннными» фронтонами. Эта форма характерна для новгородской архитектуры конца ХVII века, и именно она позволила уточнить датировку очередного ремонта Спасского собора. Такие же наличники, кстати, можно видеть на фасадах церкви Рождества Богородицы на Малице. При реставрации алтарных апсид была выявлена их разноуровневость, стёртая ремонтами ХIХ века. Оконные проёмы, декор над ними в виде бровок и поясок бегунца в верхних частях апсид «пришли» из ХV века. Верхняя часть здания была в первой трети ХVII века сложена полностью заново. В декоре барабана отразились вкусы того времени. Приёмы, которые использовал здесь зодчий, просты, но выразительны — двухобломный карниз в верхней части, ниже поясок из двойных полукруглых нишек, затем валик, «катушечный» пояс, бегунец и снова валик. В нижней части видим традиционный аркатурно-колончатый пояс.
Сейчас собор музеефицирован и лишён каких бы то ни было богослужебных примет. В нём находится краеведческая экспозиция, что, впрочем не мешает видеть его конструктивных особенностей, проявившиеся в ходе реставрации. Например, большой интерес вызывает пара восточных столпов переменного сечения — внизу они круглые, вверху — квадратные. Такое устройство они получили ещё в ХV веке. В ХV, и в ХVII веках собор был расписан. Но до наших дней дошли лишь небольшие фрагменты этих фресок, которые, однако позволяют судить о мастерстве изографов прошлого. Они расположены на восточных столпах, ранее скрытых иконостасом, и «трудноднодоступных» для поновления участках стен. А также на западной стене, в верхней её части и в нишах-арконсолях.
