Die Kasaner Kathedrale in Orenburg wurde zu Ehren von Ivan Ivanovich Neplyuev, dem ersten Gouverneur der Orenburger Provinz, errichtet. 1744 genehmigte die Kaiserin Elisabeth Petrowna auf seine Initiative das Projekt zur Gründung der Orenburger Provinz. Für den Bau der Kathedrale wählte man den zentralen Platz der Stadt, die damals klein war. Dieser Ort wurde Sakmarskaja-Platz genannt, und 1886 beschloss man, hier eine Kathedrale zu Ehren des Kazanischen Muttergottesbildes zu errichten.

Um Geld für den Bau zu sammeln, wurde ein spezieller Ausschuss gegründet. Auf dem Karawan-Saraj-Platz wurde vorübergehend eine Kirche eingerichtet, um Spenden zu sammeln. Die Mittel wurden aus ganz Russland gesammelt, jedoch hatte der Ausschuss kein Projekt für den Tempel, und die von der Kaiserlichen Akademie der Künste vorgeschlagenen Entwürfe waren zu teuer.

1885 befand sich der Akademiker der Architektur Alexander Alexandrowitsch Jaschtschenko in Orenburg, an den sich der Ausschuss um Hilfe wandte. Für die Entwicklung und Genehmigung des Kathedralenprojekts benötigte er weniger als ein Jahr. Am 23. Januar 1886 wurde das Projekt genehmigt, und bald begannen die Erdarbeiten. 1888 wurde das Fundament gelegt, und der Mauerwerksbau dauerte viereinhalb Jahre. 1893 wurde die Kathedrale mit Eisen gedeckt und die Putzarbeiten begannen, die 1894 abgeschlossen wurden.

1891, nach einer Reise durch China und Japan, besuchte der Thronfolger Nikolai Alexandrowitsch die im Bau befindliche Kirche.

Für das Gießen der Glocken wurde ein Meister von der bekannten Moskauer Fabrik, Herr Finländski, nach Orenburg eingeladen, der auch Glocken für die Christ-Erlöser-Kirche in Moskau herstellte. Eine Glocke mit einem Gewicht von 302 Pud wurde am 20. August 1894 gegossen. Auf ihr war eine Inschrift, die der Verlobung des Thronfolgers Nikolai Alexandrowitsch gewidmet war. Die Glocken wurden am 4. Dezember 1894 auf den Glockenturm gehoben, wobei nur die Anstrengungen der Gläubigen genutzt wurden, die sich trotz der Kälte in großer Zahl vor der Kathedrale versammelten.

Die Inneneinrichtung der Kathedrale war mit Malerei und Ornamenten geschmückt, die an die Kathedrale des heiligen Markus in Venedig erinnerten. Bei Tageslicht und abends bei elektrischer Beleuchtung wirkte das Innere außergewöhnlich schön und majestätisch. Neben dem Hauptaltar wurden in der Kathedrale zwei Kapellen eingerichtet: zu Ehren des Heiligen Nikolaus von Myra, des Wundertäters, und des heiligen Sergius von Radonesch.

Die Kasaner Kathedrale in Orenburg war eine von vier ähnlichen in Russland. Doch das schützte sie nicht vor Schließung und Zerstörung. Die erste Explosion ertönte um vier Uhr morgens am 19. Mai 1932. Die auf Volksgeld errichtete Kathedrale widerstand zwei Jahre lang der Zerstörung. Der endgültige Abriss wurde 1936 abgeschlossen, an ihrer Stelle wurde ein Park angelegt und das Haus der Sowjets gebaut, das heute Teil des Gebäudekomplexes der Regierung der Orenburger Region ist. Im Jahr 2000 wurde an der Stelle der Kathedrale ein Gedenkkreuz aufgestellt.