Katholiken erschienen erstmals im 18. Jahrhundert in Kasan, hauptsächlich waren es Auswanderer aus Deutschland und dem Baltikum. 1835 wurde in der Stadt eine ständige katholische Gemeinde gegründet, die von polnischen Priestern betreut wurde. Aufgrund des Fehlens eines eigenen Gotteshauses fanden die Gottesdienste in verschiedenen Gebäuden der Stadt statt, und die Gemeinde wechselte häufig ihren Standort.

1855 stellte der Priester Ostian Galimski einen Antrag auf den Bau einer katholischen Kirche und verwies auf die erhebliche Zunahme der Gemeindemitglieder. Zwei Jahre später wurde die Genehmigung zum Bau erteilt, mit der Bedingung, dass das äußere Erscheinungsbild des Gotteshauses sich nicht von den umliegenden Gebäuden abheben würde. Der Bau der Steinkirche nach dem Entwurf von A. I. Peske begann 1855, und die Weihe fand am 1. November 1858 zu Ehren des Festes der Erhebung des Kreuzes statt.

Laut der Volkszählung von 1897 lebten in der Provinz Kasan 1591 Männer und 433 Frauen katholischen Glaubens, davon 1760 Personen in Kasan. Zu den Gemeindemitgliedern der Kirche gehörten bekannte Persönlichkeiten wie der Linguist N. V. Krushevsky und der Orientalist O. M. Kovalevsky sowie mehrere Professoren der Universität Kasan.

Nach dem Erlass von Nikolaus II. im Jahr 1905 „Über die Festigung der Prinzipien der Religionsfreiheit“, der die Beschränkungen für das äußere Erscheinungsbild nicht-orthodoxer Kirchen aufhob, wurde die katholische Kirche in Kasan erweitert und umgebaut. Das Projekt für den Umbau wurde von dem Provinzingenieur L. K. Hrschonovich entwickelt, und das äußere Erscheinungsbild des Gebäudes änderte sich erheblich. Am 14. September 1908 wurde die Kirche erneut eröffnet und geweiht. Zur gleichen Zeit wurde an der Kirche eine Gemeindeschule eröffnet.

Nach der Etablierung der sowjetischen Macht arbeitete die Gemeinde einige Zeit weiter, aber 1921 wurden alle Werte aus der Kirche entnommen, um hungernden Menschen im Wolgagebiet zu helfen. 1927 wurde die Kirche geschlossen und die Gemeinde aufgelöst.

Das Gebäude der Kirche wurde nach einer Zeit des Verfalls an das Labor des Kasaner Staatlichen Technischen Universitäts A. N. Tupolev übergeben, und im zentralen Kirchenschiff wurde ein Windkanal untergebracht.

Die katholische Gemeinde in Kasan wurde 1995 wiederhergestellt und registriert. Das historische Gebäude der Kirche wurde den Katholiken nicht zurückgegeben, stattdessen übergaben die Stadtbehörden ihnen eine kleine Kapelle „Der Passion des Herrn“ auf dem Arsk-Friedhof, die mit Unterstützung katholischer Gemeinden aus mehreren Ländern restauriert wurde. Die Kapelle wurde im September 1998 von Bischof Clemens Pickel geweiht.

Aufgrund der Schwierigkeiten beim Umzug des Windkanals aus der historischen Kirche beschloss die Stadtverwaltung von Kasan 1999, den Katholiken ein Grundstück im Stadtzentrum an der Kreuzung der Straßen Ostrowski und Aydinov für den Bau einer neuen Kirche zur Verfügung zu stellen. Nach mehreren Verzögerungen begann der Bau 2005, und die Messe zur Weihe des Grundsteins fand am 11. September 2005 statt.

Der Bau dauerte drei Jahre, und am 29. August 2008 fand die feierliche Weihe der Kirche der Erhebung des Heiligen Kreuzes statt. Die Messe wurde von dem Dekan des Kardinalskollegiums Angelo Sodano geleitet, ihm dienten Bischof Clemens Pickel, Nuntius Antonio Mennini und andere Bischöfe und Priester. Die Weihe der Kirche fand genau 150 Jahre nach der Weihe der ersten katholischen Kirche in Kasan statt. In der Kirche dienen Priester der Gesellschaft des Inkarnationswortes. Laut Angaben aus dem Jahr 2020 ist Pater Andrej Starzew der Pfarrer, und der Vikarpater ist Pater Danilo Magela.