Der erste hölzerne Kathedrale der Gottesmutter von Kasan auf dem Gelände des Klosters wurde 1594 erbaut, aber bereits ein Jahr später durch einen steinernen ersetzt. 1774 wurde die Kathedrale während des Angriffs der Pugatschow-Truppen verbrannt. Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts war das Gebäude so baufällig, dass es Anfang der 1790er Jahre abgerissen werden musste. 1791 entwarf der Architekt I. E. Starow ein Projekt für einen neuen Tempel, aber der Bau begann erst am 30. Mai 1798, als Kaiser Paul I. den ersten Stein legte und 25.000 Rubel für den Bau bereitstellte. 1802 fügte Kaiser Alexander I. weitere 20.000 Rubel hinzu. Der Architekt F. E. Jemeljanow, den Starow in Petersburg überprüfte, begann mit dem Bau, schloss ihn jedoch nicht ab, da er von der Äbtissin Sofia beschuldigt wurde. Letztendlich vollendete der Provinzarchitekt J. M. Schelkovnikow die Kathedrale. In 10 Jahren wurde der majestätische fünfkuppelige Tempel der Geburt der Gottesmutter, der größte der Stadt, mit den Maßen 49 mal 43 Meter und einer Höhe von über 44 Metern errichtet. Der Tempel wurde mit Portalen und Säulen des ionischen Ordens geschmückt, während die Hauptkuppel von einer Kolonnade des korinthischen Ordens gestützt wurde. Später nahm der Tempel einen zentralen Platz im Ensemble des Klosters ein. Das Innere beeindruckte ebenfalls mit seiner Pracht.

Der Bau der Kathedrale, ohne das Innere zu berücksichtigen, kostete 57.142 Rubel, und die Weihe fand 1808 statt. Die Kathedrale hatte zwei Seitenkapellen: zu Ehren von Alexander Newski und der Himmelfahrt der Heiligen Gottesmutter. 1913 wurde an der Stelle der Entdeckung des Ikone im Keller der Kathedrale eine Kapelle zu Ehren der Geburt der Gottesmutter erbaut, dank der Bemühungen der Großfürstin Elisabeth Fjodorowna.

Der Tempel wurde am 26. Mai 1932 zerstört. Im neuen Jahrtausend begann die Wiederherstellung des Klosterkomplexes. Am 4. November 2015 unterzeichnete der Präsident von Tatarstan, Rustam Minnichanow, ein Dekret zur Wiederherstellung der Kathedrale der Gottesmutter von Kasan. Die Regierung von Tatarstan entwickelte Maßnahmen zur Sammlung von Spenden für die Wiederbelebung der Heiligkeit.

Derzeit ist das äußere Erscheinungsbild der Kathedrale vollständig abgeschlossen: Die Kreuze wurden auf den Kuppeln installiert, die Fassade ist mit Mosaikikonen geschmückt, und das angrenzende Gebiet wurde verbessert. Die Kathedrale ist zu einem der architektonischen Dominanten der Stadt geworden. Im Februar 2020 fand die Weihe des Höhlentempels zu Ehren der Geburt der Heiligen Gottesmutter an der Stelle der Erscheinung der Kasaner Ikone der Gottesmutter statt.