Основана 21 марта 1780 года, когда был утвержден регулярный план Данилова. До середины XIX века площадь располагалась на окраине города, откуда вела дорога в Вологду.
Название площадь получила от Преображенского храма, располагавшегося здесь с XVII века. В 1790-х гг. ветхий деревянных храм был разобран, а в 1804 году была сооружена каменная церковь Преображения Господня с тремя престолами: в честь Преображения Господня, во имя Казанской иконы Божией Матери, во имя святителя Иоанна Милостивого.
Рядом с вновь выстроенной церковью была устроена каменная часовня, построенная на месте алтаря деревянной церкви.
Храм Преображения был разобран в 1957 году, в 1960-х гг. была сломана и часовня.
Место, где стояла Преображенская церковь, — одно из самых памятных в Данилове. Считается, что именно здесь находился терем князя Даниила. К 200-летию города на площади был установлен памятный знак — камень, взятый из фундамента разрушенной соборной колокольни. На нем укреплена медная доска в виде старинного свитка с печатью. Надпись на свитке гласит: "На этом месте в конце XIII века московский князь Даниил возвел первые постройки, положив начало городу Данилову". На печати — герб города.
В первые послереволюционные годы площадь была переименована в площадь Революции.
В 1990-х гг. площади возвращено историческое название «Преображенская».
На площади сохранилось несколько интересных построек XIX-XX вв.