Преображенский собор в Белгороде был построен на средства прихожан в 1813 году харьковским архитектором Евгением Васильевым. После разрушения Свято-Троицкого собора в 1923 году именно этот храм стал кафедральным собором Белгорода. Здесь хранится главная святыня Белгородской земли – мощи Святителя Иоасафа Белгородского.
Главный придел собора освящён в честь Преображения Господня, правый - в честь иконы Пресвятой Богородицы "Знамение", а левый в честь пророка Илии. В храме находится чудотворные иконы - Божией Матери Песчанская, которая относится ко времени жизни святителя Иоасафа Белгородского и чудотворная икона святителя Николая, или как её называют Николы Ратного.
В соборе находится рака с мощами Святителя Иоасафа Белгородского. Мощи святителя Иоасафа сохранились практически полностью, включая внутренние органы, хотя в советский период им грозила реальная опасность уничтожения. В 1920 году Свято-Троицкий монастырь был закрыт, а мощи Святителя Иоасафа были сначала перевезены в московский Музей Наркомздрава, а затем переправлены в Ленинград, в музей Истории Религии и атеизма в Казанском соборе.
Комендант музея атеизма был настолько ярым атеистом, что, когда в 1970 году в Ленинграде были отмечены случаи заболевания холерой, распорядился закопать «мумию» в подвале, чтобы избежать распространения заразы». Однако Аркадий Соколов, бригадир плотников объединения «Росреставратор», втайне от коменданта музея захоронил святыню в утеплительном шлаке на чердаке Казанского собора. Он надеялся, что в сухом шлаке мощи смогут сохраниться, и только в 1991 году он рассказал об этом своей дочери.
28 февраля 1991 года мощи были обнаружены на чердаке, о чем сообщили отцу Сергию. Он был настоятелем Казанского собора, хотя основные помещения собора все еще занимал музей атеизма. 2 марта отец Сергий попросил митрополита Иоанна назначить комиссию для открытия и опознания найденных мощей. Так было подтверждено, что мощи Иоасафа Белгородского сохранились, после чего они были перенесены в Преображенский собор Белгорода.
