На пересечении пр. Карла Маркса и Октябрьской площади находится небольшой, но очень красивый Спасо-Преображенский кафедральный собор. Архитектор Андриян Захаров, создавший собор, был родом из Санкт-Петербурга и при создании храма были заимствованы некоторые элементы Троицкой церкви Санкт-Петербурга. Изначально собор должен был стать сердцем города, но в связи с начавшейся войной с Турцией возведение было отложено почти на 50 лет. Новый проект церкви кардинально отличался от первоначального и по масштабам был в шесть раз меньше предыдущего. Через пять лет, в 1835 году, храм Преображения Господня распахнула двери для прихожан. Он был самым большим в Екатеринославе до Октябрьской революции. В соборе находятся известные иконы Николая Чудотворца в серебряной ризе, икона «Самарская» Божьей Матерь, а так же мощевик-крест с фрагментами мощей Иоанна Крестителя, апостолов Луки, Матфея, Петра, Святой великомученицы Екатерины, праведной Анны и князя Александра Невского.
У Преображенского собора непростая судьба. В 1930 году храм был закрыт, как символ мракобесия и планировалось его полное уничтожение. Историк Дмитрий Яворницкий, являющийся на тот момент директором Исторического музея, спас собор, объявив его музеем атеизма. В 1946 году, храм вторично подвергся анафеме, часть утвари вывезли, а уникальные иконы и иконостас — сожжены. С 1975 года в нем разместился музей атеизма, а в январе 1992 года храм был возвращен днепропетровской епархии. В 2008 году митрополит Владимир осветил самый большей, шести тонный, колокол, что завершило восстановление звонницы в том состоянии, в каком была до революции. Она по праву считалась лучшей и состояла из 11 колоколов, подаренных храму Николаем II.
