L'église de la Transfiguration, construite en pierre en 1682 et consacrée en 1684, a été érigée grâce aux efforts des colonels iziumois Konstantin Donts et Fiodor Chidlovski. Le temple est réalisé dans le style byzantin et possède cinq dômes reposant sur de hautes colonnes. En 1765, un majestueux iconostase, orné d'or et de sculptures, a été installé. Entre 1846 et 1866, l'église a été agrandie grâce aux dons des bienfaiteurs. À cette époque, le temple comptait quatre autels : le principal en l'honneur de la Transfiguration du Seigneur, le second, en l'honneur du Saint Grand Martyr Démétrius de Thessalonique, le troisième, en l'honneur du Saint Prophète Élie et le quatrième, en l'honneur de Sainte Anne.

Au milieu du XIXe siècle, un temple chaud a été construit sous un clocher séparé en l'honneur de l'icône de la Mère de Dieu de Tikhvine. Cela était une expression de gratitude des habitants d'Izium pour leur délivrance du choléra en 1831. La construction de la chapelle a été activement soutenue par le lieutenant Daniil Efimovitch Zozoulia, qui a rassemblé 7 000 roubles en argent, le marchand Yakov Ivanovitch Dekhtyarev, qui a fait don d'environ 700 roubles, et le propriétaire terrien Fiodor Nikolaïevitch Dournov, qui a donné jusqu'à 628 roubles. Le temple de Tikhvine était appelé « chaud » ou « de régiment ». En plus de Zozoulia, d'autres officiers et soldats du régiment de hussards ont également fait des dons.

Le temple de Tikhvine se distinguait des constructions ecclésiastiques traditionnelles et ressemblait à une tour à quatre niveaux. Au sommet de son dôme, au lieu d'une croix, se trouvait un long mât avec un aigle à deux têtes russe. Dans le temple étaient conservés les étendards du régiment cosaque d'Izium, qui avait participé à la bataille de Poltava en 1709, ainsi que des reliques du régiment de hussards d'Izium, qui avait combattu contre les Français et était le premier à entrer à Paris. Ces reliques ont ensuite été réparties dans des musées à Poltava, à Léningrad et à Moscou.

L'église de la Transfiguration est considérée comme l'un des meilleurs exemples du baroque ukrainien. Parmi les objets liturgiques se trouvaient des dons de Pierre Ier, tels que l'Évangile de l'autel de 1707 et la chasuble sacrée. Selon la légende, le tsar a envoyé ces dons après sa visite à Izium en 1709, avant la bataille de Poltava. Le temple abritait également des médailles turques, rapportées par Yakov Fiodorovitch Dolgoroukov après la conquête d'Azov, rappelant la participation d'Izium à la guerre d'Azov.

Le 25 septembre 1825, Alexandre Ier a prié dans l'église de la Transfiguration, et le 5 janvier 1826, des prières pour son repos ont eu lieu ici. Jusqu'en 1917, la cathédrale était majestueuse et célèbre, mais pendant la période de persécution de la foi, de nombreuses églises ont souffert, y compris la cathédrale de la Transfiguration. Dans les années 1930, les services religieux ont cessé, et en 1938, la chapelle de l'icône de Tikhvine a été détruite. La cathédrale a été profanée et utilisée comme entrepôt. En 1941, lors du retrait des troupes soviétiques, le clocher a été détruit.

En 1962, il a été décidé de restaurer l'église dans son état d'origine. Les travaux de construction ont duré environ 30 ans, et le temple a été restauré dans la forme dans laquelle il avait été construit en 1682. L'église de la Transfiguration a été restituée à l'Église orthodoxe ukrainienne et consacrée le 8 octobre 1991. Par la bénédiction de l'archevêque Nikodim, les services religieux ont repris dans le temple, et il a commencé à renaître.