В.К. Саблеру настолько понравилась обитель, что он впоследствии оказывал ей особое покровительство. Четырёхстолпный трёхапсидный пятиглавый кирпичный Преображенский собор выстроен в русско-византийском стиле по проекту московского архитектора В.О. Груздина на средства М.В. Моргунова. Храм украшал пятиярусный иконостас «в стиле рококо с роскошною позлащённою резьбою и колоннами в дорическом стиле», резные позолоченные царские врата «с гирляндами из цветов и листьев изящной работы». В первом ярусе располагались среди прочего иконы Спасителя (высота 21/2 аршина), Иоанна Предтечи и архангела Михаила (небесного покровителя фабриканта М.В. Моргунова), св. Александра Невского и св. равноапостольного князя Владимира; во втором ярусе – иконы «Тайная вечеря» в золотой раме «в виде гирлянды из золотых цветов», Двунадесятые праздники, «Явление Спасителя равноапостольной Марии Магдалине» и «Господь, спасающий тонущего апостола Петра»; в третьем ярусе были помещены иконы Амвросия Медиоланского и Макария Египетского. В Казанском приделе находился резной позолоченный трёхъярусный иконостас, украшенный колоннами, с иконами преподобных Сергия Радонежского, Макария Жабынского, священномученика Кукши и чтимым Казанским образом Божьей Матери; в Тихоновском приделе – резной позолоченный трёхъярусный иконостас с иконами святителей Тихона и Митрофана Воронежского, преподобных Антония и Феодосия Киево-Печерских. В соборе также располагались чтимые иконы Божьей Матери в сребропозлащённых ризах: Иверская, Тихвинская (келейный образ преподобного Амвросия (Гренкова), подаренный игуменье Тихоне в Оптиной пустыни), «Знамение» (точная копия чудотворного образа из Серафимо-Понетаевского монастыря), «Взыскание погибших» (написана в Спасо-Преображенском Валаамовом монастыре), «Умиление» (подарена сёстрами Серафимова Дивеевского во имя Святой Троицы монастыря), святителей Тихона Задонского (прислан задонским архимандритом Прокопием), Феодосия Черниговского, Николая Чудотворца с чудесами в клемах, великомучеников Георгия Победоносца («на цинке, в золочённой раме») и Никиты с житием (в меднопозлащённой ризе с венцом, украшенной мелкими стразами), мученика Иоанна Воина в меднопосеребренной ризе с венцом. Здесь же размещались иконы Божьей Матери «Троеручица» «Скоропослушница» и «Отрада и Утешение» и великомученика Пантелеимона, переданные в Каширский монастырь со Святой Горы Афон. В ковчеге «в виде гробницы» хранились монастырские святыни – Смоленская икона Божьей Матери «Одигитрия» (принесена в начале 1840 гг. монахиней Фомаидой из Москвы) в сребропозлащённой ризе с жемчужным убрусом и часть облачения Серафима Саровского, над которым находилась икона преподобного Серафима (написана на «золоточеканной» доске). Другой ковчег содержал частицы мощей апостолов Матфея, Андрея, Иакова, святителей Григория Богослова, Николая Чудотворца и Тихона Задонского, великомученика Феодора Тирона, великомученицы Варвары, мучеников Иоанна Воина, Евстратия, мучениц Стефаниды и Фомаиды, преподобных Ефрема Сирина, Моисея Угрина, Нила Столобенского.