Der Bau der Kirche begann im Jahr 1773. Die dreischiffige Kasaner Kirche wurde im Stil des russischen oder provinziellen Barock errichtet. Die Kasaner und Nikolai Seitenaltäre waren im Sommer kalt, während der Stephanusaltar im Winter warm war. Der Stephanusaltar erhielt seinen Namen auf wunderbare Weise: Als die heilige Alexandra betete und den Herrn bat, ihr zu zeigen, zu Ehren wessen der dritte Altar der Kirche geweiht werden sollte, hörte sie eine Stimme, die ihr befahl, ihn dem ersten Märtyrer, dem Archidiakon Stephanus, zu widmen. Auf der Fensterbank ihrer Zelle entdeckte sie das auf wunderbare Weise erschienene Bild dieses Heiligen, das auf einem einfachen Holzstück gemalt war.

Die Weihe der Kasaner Kirche wurde wahrscheinlich am Sonntag, dem 19. Januar nach dem alten Stil, am Tag des Gedenkens an den heiligen Makarius von Ägypten, vom Baumeister, dem Hieromönch Pachomius, vollzogen. Am nächsten Tag, dem 20. Januar, sandte Vater Pachomius einen Brief an den Hochgeweihten Simon mit der Nachricht von der Weihe der Kirche. Die Weihe der ersten Kirche des Klosters zur Kasaner Ikone der Gottesmutter erinnert daran, dass Diveevo im irdischen Anteil der Heiligsten Gottesmutter liegt und an die großen Gnaden, die die Himmelskönigin dem Kloster seit den ersten Tagen gewährt. Die neue steinerne Kirche war eine Pfarrkirche, aber der heilige Serafim von Sarow sagte voraus, dass sie mit der Zeit zu einer warmen Klosterkathedrale mit vielen Anbauten und Altären werden würde, ähnlich dem Jerusalemer Tempel.

Im Sommer 1928 wurden die Glocken der Kasaner Kirche abgeworfen, und 1940 wurden die Kreuze abgenommen und die Spitzen der Kuppel und des Glockenturms zerstört. Ein zufälliger Passant konnte in diesem Bau kaum ein Denkmal der Architektur des russischen Barock erkennen. Die Kirche war ein einstöckiges Gebäude mit einem Satteldach und vielen Fenstern. Zunächst wurde sie als Wohnheim für das Pädagogische Technikum genutzt, dann als Werkstätten und später lange Zeit als Lager. Im Jahr 1992 wurde die Kasaner Kirche dem Kloster übergeben. 1996 wurden im Hauptteil der Kirche die alten Fresken mit biblischen Motiven, die von den Diveevo-Schwestern geschaffen wurden, gereinigt. Obwohl eine Restaurierung der Kasaner Kirche nicht geplant war, wurde auf Vorschlag des Direktors des Konzerns „Rosenergoatom“ E.N. Pozdyshev und mit dem Segen von Bischof Georgij beschlossen, mit der Restaurierung zu beginnen.

Am 14. Juli 2004 fand die Weihe und Installation neuer Glocken im Glockenturm der Kasaner Kirche statt. Die Hauptglocke mit einem Gewicht von 2 Tonnen ist mit Darstellungen der Kasaner Ikone der Gottesmutter und anderer Heiliger geschmückt. Die erhaltenen Malereien der Kirche wurden restauriert und neue Fresken geschaffen, die die Geschichte des Diveevo-Klosters widerspiegeln. Am 31. Juli 2004, am Vorabend des 250. Geburtstags des heiligen Serafim, fand die feierliche Weihe des Hauptaltars der wiederhergestellten Kasaner Kirche statt. Die Zeremonie der großen Weihe wurde von den Metropoliten Philaret, Juvenalij, Kliment und dem Bischofskollegium durchgeführt. Nach dem ersten Gottesdienst wandte sich Metropolit Philaret mit einem Gruß an die Teilnehmer. Die Restaurierung des Innenputzes und der Malerei sowie die neuen Malereien wurden von einem Team unter der Leitung von Jaroslav Ryllo durchgeführt. Die Ikonostasen wurden von einem Team von Schnitzern unter der Leitung von I. Titov nach dem Projekt der Architektin T. Titova angefertigt, und die ikonographischen Arbeiten wurden von A. Antsiferov geleitet. In der Speisehalle sind Fragmente der Geschichte Diveevo abgebildet. Im Hauptteil sind alte Malereien der Diveevo-Meisterinnen erhalten geblieben. Der Bau von acht neuen Altären begann im April 2007 und wurde im September abgeschlossen. Am 20. Juli 2008 wurde der erste Altar zu Ehren der Kasaner Ikone der Gottesmutter geweiht. Am 21. August 2008 weihte Bischof Georgij einen weiteren Altar zu Ehren der heiligen Frauen von Diveevo. Die Weihe des Altars zu Ehren der Diveevo-Askese fand am 2. Oktober statt, und der Altar zu Ehren der heiligen königlichen Märtyrer wurde am 3. Dezember geweiht. Am 11. Dezember wurde der Altar zu Ehren der heiligen Diveevo-Seligen geweiht. Von diesem Zeitpunkt an wurde die Kasaner Kirche als Kathedrale bezeichnet. Die Malereien der Altäre wurden von Künstlern der Werkstatt „Ark“ unter der Leitung von Alexej Antsiferov angefertigt. In der Kasaner Kathedrale ruhen die Reliquien der Diveevo-Seligen, und an ihren Gedenktagen finden hier festliche Gottesdienste und Gebete statt.