Die Kazaner Kathedrale wurde im russischen Stil der späten 80er und 90er Jahre des 19. Jahrhunderts errichtet, der sich durch Ornamente auszeichnete. Der Architekt war Wassili Antonowitsch Kosjakow.

Das Hauptgebäude des dreigeteilten Tempels hat eine quadratische Form, die auf der Westseite durch ein Vorhaus, das etwas niedriger ist als das Hauptvolumen, und auf der Ostseite durch eine dreiteilige Apsis mit umlaufender Galerie, die ebenfalls niedriger ist als die Apsiden, kompliziert wird. Der Tempel hat drei identische Eingänge: den Hauptzugang von Westen und zwei seitliche von Norden und Süden, zu jedem führt eine hohe Treppe. Der Zugang von Westen hat eine gerade und breite Treppe, während die seitlichen schmale zweiläufige Treppen haben. Drei bogenförmige Portale mit Gewichten ruhen auf geschnitzten Säulen, die mit steilen dreieckigen Giebeln enden. Die Kathedrale zeichnet sich durch hohe, schmale, schlitzenartige Fenster aus. Die Fenster des ersten Stocks sind mit rahmenartigen Verkleidungen umrandet. In der Mitte aller Fassaden, außer der westlichen, befindet sich ein großes kilovides Zierfeld. An den nördlichen, westlichen und südlichen Fassaden befinden sich große geschnitzte Giebel, die aus zwei Pilastern bestehen, die sich oben mit einem Halbkreis verbinden. Die Pilaster sind mit Zierleisten geschmückt. An drei Fassaden verlaufen Gesimse mit Dentikeln. Das Gebäude wird von einer mächtigen fünfkuppigen Kuppel gekrönt. Ursprünglich waren alle Tamboure lichtdurchlässig, aber nach der Wiederherstellung der Kuppeln Ende des 20. Jahrhunderts wurden die Fenster der vier kleineren Kuppeln zugemauert. Jetzt bleibt nur die zentrale Kuppel lichtdurchlässig und offen für den Innenraum. Die Fundamente der seitlichen Kuppeln sind mit Kokoschnik-Gürteln geschmückt. Eine der seitlichen Kuppeln dient jetzt als Glockenturm. Der Tempel steht auf einem hohen Sockel und ist aus rotem Ziegel mit filigraner Verkleidung gebaut. Anstelle von Verkleidungstafeln wurde die Kathedrale in goldsandiger Farbe gestrichen, die im Laufe der Zeit abblätterte und nur noch stellenweise erhalten blieb. Die äußere Ausstattung der Kathedrale zeichnet sich durch Symmetrie und Proportionalität aus.

Ursprünglich war der Tempel als Wintertempel gedacht, im Keller wurden zwei große Öfen installiert und in den Wänden wurden Schornsteine verlegt. Allerdings benötigte die Heizung zu viel Holz und Kohle, weshalb er nur als Sommertempel genutzt wurde.

Die innere Ausstattung der Kathedrale war immer bescheiden. Nur der Altarbereich wurde bemalt, der Rest des Raumes ist weiß gestrichen. Früher waren die Säulen und Gesimse mit gipsartigen Ornamenten verziert. Im Tempel gab es eine hohe sechsstufige Solea mit einem zweigeschossigen Ikonostase, der nicht erhalten geblieben ist. Die Solea war mit bunten Fliesen verziert. In den Fenstern sind selten farbige Gläser zu finden. An vier mächtigen Ketten hingen von den sich kreuzenden Bögen der Gewölbe, die die Kuppel stützen, ein massives kupfernes Panikadilo, das heute verloren ist. Die Kreuzung der Gewölbebögen war ebenfalls mit Stuck verziert. Auf dem Dach der Kathedrale wird die zentrale lichtdurchlässige Kuppel von einer überdachten Galerie umgeben, die in den Raum der Tamboure der seitlichen Kuppeln führt. An der Westwand befinden sich die Chöre.

An der Nordwand der Kathedrale befindet sich jetzt ein kleines Museum mit Werten des Danilow-Klosters, die nach seiner Schließung erhalten werden konnten. Es handelt sich hauptsächlich um Alltagsgegenstände und persönliche Besitztümer ehemaliger Vorsteher der Kathedrale und Schwestern: Kleidung, Geschirr, eine Nähmaschine und andere.

Zwischen der südlichen und westlichen Wand im Inneren der Kathedrale wurde ein kleiner Tempel eingerichtet, in dem derzeit Gottesdienste stattfinden. Der Tempel ist beheizt, was es ermöglicht, dort das ganze Jahr über Gottesdienste abzuhalten. Er wurde 2005 von dem lokalen Künstler Wladimir Sereda bemalt.