Женская община существовала на левом берегу р. Каменки ещё в 1821 г., а в 1860 г. была возведена в степень монастыря. На участке, занимаемом общиной, располагалась каменная часовня (построенная ещё в конце XVIII в.). Она представляла собой в плане небольшое квадратное здание, перекрытое четырёхскатной кровлей и увенчанное главкой с крестом. Дочь мастерового Авдотья Воронина пожертвовала Преображенскому монастырю новый каменный дом с деревянными постройками, расположенный рядом с монастырём. В 40 лет дочь мастерового Авдотья Воронина, приняв в постриге новое имя – Анастасия, возглавила женскую монашескую общину.
В 1861 г. началось строительство каменной трёхпрестольной Спасо-Преображенской церкви, освящённой в 1878 г. Церковь также построена по типу «кораблём», состоит из храмовой части и пятигранной апсиды, трапезной и колокольни. Храмовая часть двухсветная, перекрыта 4-хскатной кровлей с 5-ю главками. Окна обрамлены наличниками в виде пилястр, завершённых треугольными «разорванными» фронтончиками. Колокольня церкви была 3-хярусная, увенчанная главкой. Основание колокольни – четырёхгранное, второй и третий ярусы – восьмигранники. Спасо-Преображенская церковь интересна своим барочным характером декора, необычным для местных культовых построек. Одновременно со строительством церкви шла перестройка дома Авдотьи Ворониной под трапезную и корпус келий.
В 1870 г. монахини заложили церковь, которая сегодня является действующей. Двухэтажное здание трапезной имело в восточной части однопрестольную домовую церковь в честь Казанской иконы Божией Матери. Внутренняя планировка здания представляет собой коридорную систему – по обе стороны коридора располагались жилые помещения. Территория монастыря была окружена невысокой глухой каменной оградой.
Каменский женский монастырь закрыли в 1920-1921 гг. Часть зданий была разрушена. Больше всего пострадала церковь Спаса Преображения. В ней на протяжении десятилетий размещались самые различные службы, для которых она не была предназначена: хлебозавод, штаб ГО и ЧС и др. В здании трапезной и келий размещалась администрация Синарского района.
В феврале 1991 г. решением Свердловского областного Совета народных депутатов зданию Преображенской церкви присвоен статус памятника культовой архитектуры середины XIX века регионального значения.
В настоящее время комплекс зданий возвращён церкви и восстанавливается с конца 1990-х.
В 2001 г., на тот момент ещё в пристрое хлебозавода, прошла первая церковная служба. Литургию служили два иеромонаха, присланных на восстановление монастыря – Нестор и Сафроний.
На территории церкви с 2001 г. открыт мужской монастырь, ведутся реставрационные работы, после которой Преображенская церковь снова будет использоваться по назначению. Здания трапезной и корпуса келий, сторожки переданы монастырю.
Летом 2002 г. правительство Свердловской области передало здание Преображенской церкви и др. строения бывшего Преображенского женского монастыря в собственность Екатеринбургской епархии. С того времени здесь разместился Каменский Спасо-Преображенский мужской монастырь.
Летом 2009 г., во время праздничного богослужения, наместник монастыря иеромонах Нестор получает от владыки Викентия новое звание – игумен монастыря.
Преображенский монастырь интересен ещё и тем, что по преданиям и некоторым отрывочным сведениям в начале ХХ века (а может быть и в XIX), были проложены предположительно три подземных хода:
- на территорию старого Каменского завода;
- в Свято-Троицкий собор (под рекой);
- в Покровский храм (под рекой и под площадью).
О существовании подземных ходов свидетельствуют старожилы, видевшие провалы и в некоторых местах поземные своды, облицованные старинным красным кирпичом.
Возле южной стены Преображенского монастыря установлено мраморное надгробие основательницы обители – игуменьи Анастасии. Оно было найдено в ходе строительных работ на ул. Карла Маркса