Станция открыта 31 декабря 1965 года при продлении Кировско-Фрунзенской (ныне Сокольнической) линии на восток от станции «Сокольники». До 1990 года была конечной станцией этой линии.
Название станция получила по одноимённой площади, на которую выходит. Сама площадь получила название в честь села Преображенское, которое возникло в середине XVII века вокруг храма Преображения Господня и было включено в состав Москвы в 1864 году.