La grande Chiesa, dedicata alla Trasfigurazione di Nostro Signore Gesù Cristo, ubicata nel fulcro geometrico della fabbrica, viene ideata da Carlo Fontana con una pianta a croce greca che risponde pienamente alla concezione organizzativa dell’Ospizio, nel quale è istituzionalmente esclusa la promiscuità tra le quattro diverse classi di assistiti: Ragazzi, Ragazze, Vecchi e Vecchie. Anche la Chiesa, che si costituisce come unico elemento di comunione, rispetta la regola e le quattro comunità rimangono confinate, ciascuna nel proprio settore, in uno dei quattro bracci della croce delimitati da cancellate nel punto di confluenza.

L’altare al centro permette la fruibilità da tutti e quattro i lati.
La scansione interna allude con i finti matronei a necessità di riqualificazione religiosa che caratterizza l’arte della civiltà cattolica settecentesca.
La scultura del Cristo benedicente è dell’artista Adamo Tadolini, che insegnò nella Scuola delle arti liberali del San Michele nella prima metà dell’Ottocento.

L’edificio, rimasto incompiuto a causa di una vertenza sulla proprietà terriera con le vicine monache di Santa Cecilia, si presenta attualmente con soli tre bracci; in luogo di quello mancante è stato realizzato un fondale neoclassico nella prima metà dell’Ottocento.

L’elaborazione spaziale di Fontana raggiunge nel complesso gioco delle volte effetti chiaroscurali e novità linguistiche prodotte soprattutto dall’adesione al classicismo del Barocco romano, mediato da esigenze funzionali proprie dell’architettura illuminista.

Oggi non possiamo più ammirare le ricche decorazioni in oro del coro che un tempo rivestivano le superfici della chiesa, e che rimangono vive nella memoria degli ultimi “ragazzi”, ospitati al San Michele prima del passaggio, nel 1938, nell’attuale sede di Tor Marancia.