Ещё в первой половине XIX века в Баден-Бадене образовалась большая русская община.
Строительство храма в Баден-Бадене было инициировано русской дипломатической миссией в Карлсруэ (глава Н. А. Столыпин) и княгиней Е. Трубецкой. В начале 1850-х годов были собраны пожертвования. Освящение церкви состоялось в 1859 году. Церковь находилась в арендуемом частном доме. В 1866 году она была перенесена в другое здание, где она находилась до 1882 года.
Особый вклад в возведение отдельного храма внесла Принцесса Мария Максимилиановна Баденская, урожденная Княгиня Романовская, Герцогиня Лейхтенбергская. Её стараниями город предоставил русской общине место. Закладка храма состоялась в 12 (24) августа 1881 года. Во главе православной общины Баден-Бадена стояли дочери князя С. С. Гагарина, Варвара и Татьяна.
Проект церкви был разработан архитектором И. В. Штромом. На богослужении присутствовала Великая Княгиня Ольга Феодоровна, урожденная Принцесса Баденская, а также Великие Князья Георгий и Александр Михайловичи и семья Великого Герцога Фридриха-Франца II Мекленбург-Шверинского.
Строительством руководил баденский архитектор Бельцер. Строительство храма вчерне было закончено в сентябре 1882 года. Освящение церкви в честь Преображения Господня состоялось 28 октября (9 ноября) 1882 года.
В 1899 году храм посетили Император Николай II и Императрица Александра Феодоровна по дороге в Дармштадт на празднование освящения храма равноапостольной Марии Магдалины.
С началом Первой мировой войны церковь была закрыта. Храм рассматривался как собственность противника. Позолота куполов была снята и переплавлены. Купол был покрыт жестью и покрашен в синий цвет; в таком виде церковь оставалась до 1988 года.
22 июля 1920 года был официально зарегистрирован приход православной общины Баден-Бадена. 17 июля 1921 года в храме возобновились регулярные богослужения. Церковь находилась в юрисдикции Управляющего русскими приходами в Западной Европе Русской Православной Церкви.
Первоначально в общине насчитывалось около 100 человек, среди которых была актриса Ольга Чехова. Впоследствии количество прихожан сократилось в два раза.
11 июня 1938 года приход со всем его имуществом был передан Берлинской и Германской епархии Русской Православной Церкви Заграницей.
После окончания Второй мировой войны приход заявил о переходе в Московский Патриархат. Однако в 1979 году Русская Православная Церковь Заграницей заявила о своём праве на храм. Был подан судебный иск.
Первоначально, пока проходило решение вопроса, храм был закрыт с 24 октября 1979 года по 2 апреля 1980 года, после чего богослужения возобновил приход РПЦЗ.
Основные реставрационные работы были проведены в середине 1980-х годов. Позолота купола была возобновлена к 1988 году.
Храм входит в состав Берлинской и Германской епархии Русской Православной Церкви Заграницей. Настоятель — иерей Александр Шпулинг.
Приход составляют выходцы из России, а также сербы, греки и немцы. Службы проводятся еженедельно.