Старинное село Козлятьево, стоящее на ручье Любне, правого притока р. Шередарь (Клязьминский бассейн), находится на крайнем востоке Московской возвышенности, там где она переходит в Юрьево Ополье. Впервые село упоминается в 1685 году, когда Козлятьево, (Копосово тож), бывшее "прожиточным поместьем девки Пелагеи Ивановы дочери Титова", перешло во владение зятя Титова, стольника Семёна Матвеевича Поливанова. В то время в селе была "церковь во имя Преображения Спасова да церковь Введения Пресвятыя Богородицы да колокольня рубленая в шестерик шатровая; в церкви местные иконы и деисусы да на колокольне 5 колоколов да клепало - строение помещиково; двор попа Савина Яковлева строение также помещиково, да двор помещиков со всем дворовым строением, да крестьян 11 дворов". В начале XVIII века вместо прежней Преображенской церкви была построена новая деревянная церковь с тем же посвящением.

В 1756 году в селе Козлятьево на средства местной помещицы Феодосии Никитичны Поливановой был построен новый деревянный храм Преображения Господня с двумя приделами: святителя Николая Чудотворца и преподобного Симеона Столпника. Храм принадлежит к ярусному типу деревянных церквей, стоящий на крещатом основании. Храмовая постройка состоит из четырех прямоугольных срубов со скошенными углами, прирубленными к центральному четверику, на котором стоит пирамида из трех восьмериков убывающих размеров. Кровли четырех прирубов увенчаны вытянутыми вверх бочками. На южной и северной бочках поставлены главки. На втором и третьем ярусах храма расположены небольшие декоративные бочечки (теремки). В завершении вертикали храма стоит крупная глава, покрытая лемехом. Церковь имеет открытую висячую галерею по западному фасаду, опоясывающая трапезный прируб с трёх сторон и одновсходное крыльцо с резными столбам. Храм рублен из соснового бруса «в лапу».

Во второй половине XIX века храм был обшит тёсом, на месте теремков верхнего яруса, над храмом появился купол, обитый железом. Также были покрыты жестью главы и бочки храма. Из деревянной жемчужины постройку превратили в унылое зрелище.

В 1843 году новый владелец села граф Валериан Николаевич Зубов построил каменный однопрестольный храм во имя святой великомученицы Екатерины. Богослужение в нём совершалось в зимнее время.

С конца XVIII века село находилось в Покровском уезде Владимирской губернии. В конце XIX века приход состоял из села Козлятьева и деревень: Маркова, Новой, Бакинца. В Козлятьеве имелась церковно-приходская школа. В 1896 году в школе обучалось 35 учащихся.

1959-1960 годах на храм обратили внимание, состоялось выявление памятника, его обследование, составление обмеров и фотофиксация. Храм был поставлен на охрану решением исполкома Владимирского областного Совета народных депутатов № 754 от 5 октября 1960 года. Вскоре было принято решение о перевозке Преображенской церкви в Суздаль в целях её сохранности. Зимой 1965 года церковь была разобрана и перевезена в Музей деревянного зодчества в городе Суздаль, где была восстановлена архитектором В.М. Анисимовым. Храм открыт для посетителей в 1969 году.

В 1996 году в немецком городе Гифхорн (земля Нижняя Саксония) был открыт православный храм Святителя Николая, который является репликой Преображенской церкви.