Церковь Преображения расположена в северной части села на высоком, крутом берегу озера Мстино и обращена к нему восточным фасадом. Западный фасад выходит на красную линию улицы. Здесь издавна существовала деревянная церковь. В ХVII веке в селе Леонтьево появляется первый деревянный храм. Церковь эта неоднократно перестраивалась. Последний раз в 1777 году, когда церковное строение было признано ветхим и подлежало ремонту, то на постройку нового храма, видимо тогда не хватило денег - спустя несколько десятилетий, в 1821 году вопрос о ветхости церкви был снова поднят. Но и в этот раз всё завершилось очередным ремонтом - в 1834 году была перекрыта колокольня храма, аналогично, как и в в конце ХVIII столетия (1782). В 1839 году был отлит новый колокол для колокольни, в 1844 году перекрашен купол храма, в 1845-1847 гг устроено новое кладбище.
Постепенно Леонтьевский приход быстро разрастался. Церковь уже не могла вмещать всех желающих, особенно в праздничные дни. Было решено: срочно строить в Леонтьево более вместительный каменный храм. После получения из Синодальной консистории положительного ответа, инициативная группа начала подыскивать архитектора. И уже в 1862 году был утверждён проект каменной пятиглавой церкви с трапезной и шатровой колокольней, выполненный в формах эклектики с элементами русского стиля. Однако, по просьбе прихожан, архитектором П. Ф. Федоровым был составлен новый проект более вместительной церкви, но при этом по соображениям экономии - одноглавой. Храм строился на народные деньги: в период с 1863 по 1870 гг. ежегодно консистория выдавала на приход очередную сборную книгу, куда записывались пожертвования. В связи с расходами на строительство храма в 1872 году причт подал прошение "об уменьшении сбора с церкви на потребу по учебной части".
Холодная Преображенская церковь с тремя престолами (Преображения, Варлаамам Хутынского и Фёдора Статилата) была выстроена в 1877 году. В 1879 году причт поднимал вопрос о ветхости старого здания деревянной церкви. Через пять лет, в 1884 году деревянная церковь в Леонтьеве сгорела. В 1886 году приход просит разрешения "выстроить кирпичный завод на постройку каменной ограды". В том же году московский купец Андрей Васильевич Болотин (по другим источникам Болотов), владелец стекольного завода в Борисовском (Вышневолоцкий район) строит при храме новую колокольню и устраивает в зимней трапезной церкви два придела в честь великомученика Пантелеймона и мученицы Ирины под наблюдением архитектора В. И. Кузьмина. В подклете трапезной устроили усыпальницу ктиторов. В 1891 году получено разрешение на сооружение четырёх дополнительных глав.
По сохранившимся воспоминаниям, купола были окрашены в голубой цвет. Незадолго до этого вокруг храма была устроена каменная ограда. Окончательный облик церкви был сформирован в том же году. В 1896 году Бежецкий мещанин цеховой мастер Иван Титов заново вызолотил иконостас в летнем храме. Прихожане заказали золочение иконостаса и окраску полов в алтарях и на солее храма в память коронования Императора Николая II и его супруги Императрицы Александры Фёдоровны. Курировал работы староста прихода крестьянин Василий Баренок. Он же в 1888 году был представлен к награде вместе с купцом Болотовым.
В начале ХХ века в приходе села Леонтьево было шесть часовен в деревнях: Деревково, Дорки, Борозда, Борисково, Лютовля, Малый Городок. Все часовни были деревянными. В 1900 году вокруг второго приходского кладбища, которое было устроено по дороге в д. Лютовля, была устроена кирпичная ограда, которую мы можем видеть до сих пор. Здесь же в самом начале ХХ века была построена деревянная церковь. В ней продолжались службы уже после закрытия каменного Преображенского храма.
В 1931 году с колокольни Леонтьевского храма при огромном количестве местных жителей активисты из Вышнего Волочка показательно стали снимать со звонницы колокола. Большой колокол упал и до половины вошёл в землю. Поднять его не смогли, и тогда на месте разбили колокол на части, после чего погрузили осколки на телеги и вместе с другими сброшенными колоколами увезли на лошадях в районный центр. В 1941-1945 гг. церковь была занята воинской частью, дислоцировавшейся тогда в Леонтьеве. Там была кухня, столовая и зал с экраном и сценой, где играл духовой оркестр и были танцы. Школьники ставили для военных концерты. После войны в церкви были склады совхоза "Пролетарий".
Возрождение храм началось в 1996 году. При поддержке настоятеля Успенской церкви г. Вышнего Волочка о. Сергия Дикого было оборудовано помещение в храме для совершения богослужений. Вскоре в церковь настоятелем был назначен недавно рукоположенный священник о. Александр Смирнов. Первая литургия прошла в храме 24 июня 2001 года. Так начался трудный путь возрождения прихода. За годы советской власти храм утратил не только колокола, но и саму колокольню, были разобраны купола и на церкви. Сейчас Преображенская церковь имеет новый купол, восстанавливаются и боковые купола, восстановлена колокольня, ведётся реставрация внутренних помещений. На колокольню снова подняты колокола, один из которых был отлит на средства художников, работающих на соседней с Леонтьевом Академической даче. В 2001-2008 гг. объёмы храма были восстановлены, но в формах, отличающихся от первоначальных; над боковыми фасадами трапезной выложены аттики, ранее не существовавшие; с южной стороны сооружён вход в усыпальницу, построена новая ограда с воротами. Кирпичная с гранитным цоколем церковь снаружи оштукатурена и побелена.
С сайта: www.hram-tver.ru/leontevo-preobrazhenskaya-tserkov и www.tvereparhia.ru/Вышневолоцкий округ/Спасо-Преображенская церковь в Леонтьево