Захоронение и надгробие планировали перенести в новый собор, но разрешение Московская духовная консистория не дала. Было предписано углубить и укрепить могилу, а фундамент проектируемого собора сместить несколько дальше от нее.
Первоначально храм рассчитывали построить за 6 лет и потратить на это 170 700 рублей серебром в основном из средств монастыря. Разрешение было получено 17 мая 1880 года. В комитет по строительству вошли архимандрит Пимен, архимандрит Сергий (Свешников), угрешский казначей Валентин и священник села Петровского Павел Архангельский.
Заложен храм был теплым ясным днем 9 августа 1880 года при большом стечении народа. В торжестве приняли участие митрополит Московский Макарий (Булгаков), епископ Можайский Арсений, московский генерал – губернатор В.А. Долгоруков. В основание храма была положена медная доска с надписью: «Во славу Святыя Единосущныя Троицы, Отца и Сына и Святого Духа, при державе благочестивейшего Государя императора АЛЕКСАНДРА НИКОЛАЕВИЧА всея России, при господине нашем митрополите Московском, Кир – МАКАРИИ, при настоятеле архимандрите ПИМЕНЕ и казначее Валентине, 1880 года августа 9 дня заложися сей храм во имя ПРЕОБРАЖЕНИЯ ГОСПОДНЯ при московском градоначальнике князе ВЛАДИМИРЕ АНДРЕЕВИЧЕ ДОЛГОРУКОВЕ, в день памяти совершавшегося пятисотлетия обители, основанной в 1380 году повелением благоверного великого князя Дмитрия Ивановича Донского».
В этот же день в монастыре была открыта богадельня для неизлечимых старцев из монашествующих и учреждено 15 стипендий для учащихся Угрешского народного училища.
Благотворитель Владимир Васильевич Пегов
Архимандрит Пимен был уже смертельно болен и не покидал свою келью. Когда ему сообщили о закладке храма, он перекрестился и сказал: «Ну, слава Богу! Благодарю Тебя, Господи, что мое желание исполнилось: будет ли Пимен жив или нет, закладка собора сделана, теперь нельзя его не продолжать… Слава Богу, я теперь спокоен»55.
Однако монастырских денег на строительство явно не доставало, и дело поначалу шло очень медленно, как это следует из прошения, направленного в Московскую духовную консисторию игуменом Нилом (Лукиным), возглавившим комитет по строительству после кончины архимандрита Пимена. Необходимо было привлечение вкладов благотворителей, и настоятель просил выдать ему подписную книгу для записи пожертвований. Книга эта была получена 10 октября 1882 года. Всего по ней собрали 24 000 рублей. В основном это были мелкие вклады небогатых людей самых разных сословий.
Главным благотворителем стал В.В. Пегов, потомственный почетный гражданин Москвы, имевший собственный дом в Лукьяновском переулке и дачу в Кузьминках, откуда он часто приезжал на Угрешу на богомолье. Пегов был ярославским купцом I гильдии, данных о нем в московских архивах найти не удалось. Готовность этого глубоко верующего человека жертвовать значительные средства, вероятно, повлияла на решение игумена Нила построить храм гораздо больших размеров, чем было спроектировано Фрейденбергом, и пригласить другого архитектора. Может быть, Фрейденбергу стало невыгодно участвовать в затянувшемся строительстве, и он сам отказался от контракта.
Архитектор А.С. Каминский
Новый проект был составлен известным архитектором Александром Степановичем Каминским (1829–1897). Его талант проявился уже во время обучения в Академии художеств, где с 1848 года он был вольноприходящим учеником. В 1852 году Александр Каминский получил серебряную медаль, а в 1854 году за проект публичной библиотеки – золотую медаль.
Познакомившись с создателем знаменитой галереи Павлом Михайловичем Третьяковым, он вскоре стал его зятем и «домашним архитектором». Едва успевая за ростом замечательной коллекции тестя, А.С. Каминский четырежды перестраивал дом в Лаврушинском переулке, все больше приспосабливая его для картинной галереи. В 1870–1871 годах он спроектировал арку Третьяковского проезда и нарядные постройки, обрамляющие этот проезд с севера. Многие здания, спроектированные А. С. Каминским, украсили Москву. Участвовал он и в строительстве храма Христа Спасителя.
Каминский часто использовал в своих проектах приемы и фрагменты декора древних зодчих: фигурную кладку кирпича – поребрик, узорные наличники, арочные пояса, стилизованные зубцы в форме ласточкиного хвоста. Любимым детищем архитектора стал Преображенский собор Николо – Угрешского монастыря. На первый взгляд этот храм похож на спроектированный Фрейденбергом. При более внимательном рассмотрении видно, насколько построенный собор получился просторнее, красивее и наряднее. Он гораздо ближе по своему виду к древнерусским постройкам, чем проект Фрейденберга. Пропорции собора более совершенны: высота 37 саженей, основание четверика 22 сажени. Храм на 11 саженей выше и на 6 саженей шире, чем по чертежу Фрейденберга.