В монастыре было предание, что батюшка Серафим заповедал построить второй собор в конце Канавки на одной линии с Троицким. Иван Тихонов Толстошеев, распоряжавшийся всем в Дивееве после кончины Преподобного, построил на этом месте Тихвинскую церковь. В начале века в ней служили зимой, но она была тесна и уже сильно обветшала. Когда встал вопрос о постройке но
что-либо менять, и слова эти не передала, а сказала: «Благословляет».
Строился собор на крупные пожертвования Ф. Б. Долгинцева, братьев Арцыбушевых и других. Храм построен в неорусском стиле по проекту архитектора А. Е. Антонова, техником-строителем был А. А. Румянцев. Архитектурный облик храма дает ощущение его необыкновенной легкости, воздушности, устремленности ввысь, к небесам. Изнутри стены собора были расписаны сестрами из иконописной мастерской под руководством палехского художника П. Парилова. В 1916 году строительство в основном завершилось, были готовы иконостас и вся утварь, но выяснилось, что не было устроено отопление. Через год в связи с началом революции освятить храм уже не удалось. Долгие годы в соборе царила мерзость запустения: здесь был гараж, потом тир. На кровле росли деревья, как и предсказывала блаженная Прасковья Ивановна.
В 1991 году собор был передан возрожденному монастырю и несколько лет продолжалось его восстановление. Освящение главного престола состоялось 3 сентября 1998 года в честь Преображения Господня (в старом монастыре деревянная Преображенская церковь находилась на кладбище в восточном углу Канавки). В том же 1998 году был освящен правый придел в честь собора Архистратига Божия Михаила и прочих Небесных сил бесплотных, а левый в честь Всех святых. Верхние приделы были освящены в 2006 году: правый — 9 июля в честь Тихвинской иконы Божией Матери, левый — 11 августа в честь Новомучени- ков и Исповедников Российских.
