Церковь в этом селе впервые упоминается в 1670 году как строение помещика Владимира Новосильцева и освящена во имя Преображения Господня. Эта деревянная церковь простояла здесь до конца XVIII века. В 1776 году по благословению епископа Владимирского Иеронима началось строительство каменного храма, а в 1785 году главный престол был освящен во имя Преображения Господня, другой придел — во имя благоверного князя Владимира.
В 1820 году придел во имя князя Владимира был переименован в честь Владимирской иконы Божией Матери. В 1833 году с южной стороны храма был устрое другой придел на средства помещика Николая Александровича Хоненева во имя святого благоверного князя Александра Невского. Этот придел был распространен в 1863 году. Новая каменная колокольня при храме была построена в 1856-1865 году.
Храм в Чамереве был закрыт в 1937 году. Иконы вынесли из храма в сарай около школы. Ключи от храма одно время были у монаха Андрея, который, живя в церковной сторожке, следил за храмом. Советская власть отобрала ключи, сторожку разобрали на кирпич, а в храме устроили зернохранилище. После этого монах Андрей жил при храме в Спас-Беседе, помогая священнику при богослужении. После своей кончины он был погребен у стен храма на Спас-Беседском погосте.
По официальным данным Владимирского облисполкома, на январь 1962 года церковь пустовала и предполагалась под снос, ранее использовалась под склад, по данным на 1973 год, церковь значилась как подлежащая сносу из-за ветхости здания, невозможности использования и вследствие реконструкции населенного пункта.
В 1990-х годах стараниями местных жителей и в особенности Лемжаковой Натальи Павловны, ныне покойной, внучки священника Судогодского храма, полуразрушенный храм передали церковной общине. Немногочисленные прихожане стали проводить молебны мирским чином. В отремонтированном теплом северном приделе по благословению епископа Евлогия командированные священники проводили Литургии.
С 2006 года настоятелем храма назначается клирик Свято-Екатерининского храма, священник Виктор Павельев. С этого времени заметно активизировались не только реставрационно-строительные работы, но и создается полноценная община с воскресной школой, кинолекториями, молодежная организация «Патриотический союз имени Александра Невского».
Если от храма спускаться к реке, то под горою можно найти родник с чистой и вкусной водой. Когда здесь забил ключ — старожилы не помнят, но связывают родник с именем благоверного Великого князя Александра Невского. Вода из этого источника приносила облегчение солдатам Великой Отечественной войны, которые лежали в госпитале села Чамерево. В 2009 году над родником построена просторная деревянная купальня, пользующаяся большим вниманием не только местных жителей, но и приезжих.