На протяжении нескольких лет богослужения для прихожан проводились в различных временных помещениях. В 1935 году начался сбор средств на покупку здания для церкви, и к 1937 году эта идея была успешно воплощена в жизнь. На добровольные пожертвования прихожан собор был отреставрирован, и 17 октября 1937 года состоялась церемония его освящения. В последующие годы собор расширился, внутри появились алтарь и иконостас.

После Второй мировой войны, когда в Лос-Анджелес прибыло много русских из Европы и с Дальнего Востока, при храме была открыта русская школа.

С 1950-х годов приход начал проектировать строительство большого собора. Общество ревнителей в течение 30 лет собирало средства, и в 1979 году началось строительство нового каменного храма. Когда в 1982 году половина работ была завершена, в храме начались богослужения, хотя он еще был без куполов. Сейчас трехпрестольный собор украшен 10 куполами, а в иконостасе находятся 130 икон, написанных иконописцем и регентом из Сан-Франциско Владимиром Красовским. В Преображенском храме службы ведутся преимущественно на церковнославянском языке, английский почти не используется.