К началу ХХ века приход храма составлял 14 729 человек. (В августе 1910 года жители Невьянского завода торжественно отметили двухсотлетие приходского Спасо–Преображенского храма. В честь большого юбилея был изготовлен напрестольный крест и написана икона Богородицы).
В 1912 году указом Святейшего Синода Преображенской церкви Невьянского завода был придан статус собора. Его открытие состоялось 14 сентября 1913 года. (К Преображенскому собору были приписаны две церкви: Вознесенская кладбищенская, перестроенная в 1871 году на благотворительные пожертвования из часовни, освященная 22 октября 1871 года в честь Вознесения Господня; Прокопиевская в Федьковке, перестроенная из часовни тоже на благотворительные средства, освященная 20 июня 1882 года во имя Праведного Прокопия. — по О. Бухаркиной).
После революции 1917 года (согласно декрету «Об отделении церкви от государства и школы от церкви» Преображенский собор Невьянска был лишен права собственности и права юридического лица) здание собора и его имущество предоставили верующим только в пользование, однако, несмотря на это ограничение, храм продолжал действовать.