El 19 de diciembre de 1990, el arzobispo de Samara y Syzran, Evsevi, junto con el clero de Tolyatti, celebró un servicio de bendición del agua para la colocación de la primera piedra de la catedral de la Transfiguración. Ese mismo día se instaló una cruz con una inscripción sobre la futura construcción de la catedral en este lugar.

La construcción del complejo del templo de la Transfiguración en Tolyatti comenzó en junio de 1992 con la edificación de la iglesia bautismal de Juan Bautista, diseñada para 800 personas, y el edificio administrativo adyacente.

En el diseño de la catedral de la Transfiguración participaron la dirección de proyectos de OAO «AvtoVAZ», el departamento de arquitectura del Monasterio de la Trinidad y San Sergio, y las organizaciones constructoras «Gidromontazh» y «Monolit».

El 28 de mayo de 1996, el obispo Sergio colocó la primera piedra en la construcción de la catedral de la Transfiguración y celebró un servicio de bendición del agua en presencia de numerosos clérigos e invitados. La piedra, colocada junto con un acta conmemorativa en la mampostería del templo, es un fragmento de una piedra del monte Tabor, donde el Salvador se mostró a sus discípulos en Su Transfiguración. Esta piedra fue entregada a un grupo de peregrinos de Tolyatti por el abad del monasterio de la Transfiguración en el monte Tabor.

El 19 de agosto de 2002, en el día de la Transfiguración del Señor, se llevó a cabo la solemne consagración de la catedral de la Transfiguración en Tolyatti, tras la cual el arzobispo de Samara y Syzran, Sergio, celebró la Divina Liturgia.

Todos los gastos de construcción de la catedral fueron asumidos por OAO «AvtoVAZ». La construcción fue realizada por la dirección de construcción de edificios y estructuras industriales de OAO «AvtoVAZ» y los contratistas generales: AO «Gidromontazh», «Kuibyshevbolgarstroy» y LLC «Invest-Auto».

El templo de 62 metros se eleva en el lugar más visible del centro del distrito de Avtozavod. La superficie construida es de 2,8 mil metros cuadrados. La catedral incluye el altar principal en honor a la Transfiguración del Señor, el altar sur en honor a San Nicolás el Milagroso y el altar norte en honor a los 40 mártires de Sebaste, coros, nártex occidental, pórticos norte y sur y un sótano. El iconostasio central alcanza una altura de 15 metros. Los pisos de la catedral están decorados con mosaicos de colores de 12 tipos de mármol. Impresionan las puertas de roble talladas con herrajes de bronce y rejas. Las cruces en las cúpulas están hechas de acero inoxidable con un recubrimiento dorado.