Cerkiew znajduje się na Starym Mieście, na północ od rynku. Cerkiew została budowana na ruinach rzymskokatolickiego kościoła pw. Trójcy Przenajświętszej oo. trynitarzy, który spłonął w wyniku bombardowania miasta przez Austriaków w czasie Wiosny Ludów w 1848.
Plac z ruinami kościoła został w 1849 podarowany ruskiemu towarzystwu ”Matyca Ruska”. Po przebudowaniu klasztoru w latach 1851-1864 urządzono w nim ”Narodnyj Dim”. W 1906 w wyniku kolejnej przebudowy w stylu klasycystycznym przez Sylwestra Hawryszkewycza powstała obecna cerkiew. Nowa świątynia została re-konsekrowana 29 kwietnia 1906 jako cerkiew greckokatolicka pod wezwaniem Przemienienia Pana Naszego Jezusa Chrystusa (w skrócie: Przemienienia Pańskiego). Re-konsekracji dokonali: metropolita lwowski Andrzej Szeptycki, biskup przemyski Kostiantyn Czechowycz oraz biskup stanisławowski, błogosławiony Grzegorz Chomyszyn. W pierwszej poł. XX wieku parafia przy cerkwi Przemienienia Pańskiego stała się jednym z głównych ośrodków ukraińskiego ruchu narodowego.
29 października 1989, po upadku sowieckiego imperium parafia Przemienienia Pańskiego była pierwszą odrodzoną parafią ukraińskiego kościoła katolickiego obrządku bizantyjsko-ukraińskiego.
We wnętrzu świątyni, przy zachowaniu większości ocalałego wystroju wprowadzono daleko idące zmiany wynikające ze specyfiki obrządku wschodniego. Wystroju dopełniają obrazy K. Ustjanowicza.
