Los católicos aparecieron por primera vez en Kazán en el siglo XVIII, principalmente eran originarios de Alemania y los países bálticos. En 1835 se fundó en la ciudad una parroquia católica permanente, atendida por sacerdotes polacos. Debido a la falta de un templo propio, los servicios religiosos se realizaban en diferentes edificios de la ciudad, y la parroquia cambiaba frecuentemente de ubicación.

En 1855, el sacerdote Ostián Galimski presentó una solicitud para la construcción de una iglesia católica, citando el aumento significativo en el número de feligreses. Dos años después, se obtuvo el permiso para la construcción con la condición de que la apariencia del templo no se destacara entre los edificios circundantes. La construcción de la iglesia de piedra, según el diseño de A. I. Peske, comenzó en 1855, y la consagración tuvo lugar el 1 de noviembre de 1858 en honor a la festividad de la Exaltación de la Cruz del Señor.

Según el censo de población de 1897, en la provincia de Kazán residían 1591 hombres y 433 mujeres de fe católica, de los cuales 1760 personas estaban en Kazán. Entre los feligreses de la iglesia se encontraban personalidades destacadas, como el lingüista N. V. Krushevski y el orientalista O. M. Kovalevski, así como varios profesores de la Universidad de Kazán.

Después de la promulgación en 1905 del decreto de Nicolás II "Sobre el fortalecimiento de los principios de la tolerancia religiosa", que eliminaba las restricciones sobre la apariencia de los templos no ortodoxos, la iglesia católica de Kazán fue ampliada y remodelada. El proyecto de remodelación fue desarrollado por el ingeniero provincial L. K. Hrschonovich, y la apariencia exterior del edificio cambió significativamente. El 14 de septiembre de 1908, la iglesia fue reabierta y consagrada. Al mismo tiempo, se inauguró una escuela parroquial en el templo.

Después del establecimiento del poder soviético, la parroquia continuó funcionando durante un tiempo, pero en 1921 se retiraron todos los valores de la iglesia para ayudar a los hambrientos del Volga. En 1927, la iglesia fue cerrada y la parroquia disuelta.

El edificio del templo, tras un período de abandono, fue entregado a los laboratorios de la Universidad Técnica Estatal de Kazán A. N. Tupolev, y en la nave central se instaló un túnel aerodinámico.

La parroquia católica en Kazán fue restaurada y registrada en 1995. El edificio histórico del templo no fue devuelto a los católicos; en su lugar, las autoridades de la ciudad les entregaron una pequeña capilla "de la Pasión del Señor" en el cementerio de Arskoye, que fue restaurada con el apoyo de parroquias católicas de varios países. La capilla fue consagrada en septiembre de 1998 por el obispo Clemens Pikkel.

Debido a la complejidad de trasladar el túnel aerodinámico del templo histórico, en 1999 la alcaldía de Kazán decidió asignar a los católicos un terreno en el centro de la ciudad, en la intersección de las calles Ostrovsky y Aydinov, para la construcción de una nueva iglesia. Después de varios retrasos, la construcción comenzó en 2005, y la misa de consagración de la piedra angular tuvo lugar el 11 de septiembre de 2005.

La construcción duró tres años, y el 29 de agosto de 2008 se llevó a cabo la solemne consagración de la iglesia de la Exaltación de la Santa Cruz. La misa fue presidida por el Decano del Colegio de Cardenales, Angelo Sodano, quien fue asistido por el obispo Clemens Pikkel, el nuncio Antonio Mennini y otros obispos y sacerdotes. La consagración de la iglesia se realizó exactamente 150 años después de la consagración de la primera iglesia católica en Kazán. En el templo sirven sacerdotes de la Sociedad del Verbo Encarnado. Según datos de 2020, el párroco es el padre Andrey Starcev, y el sacerdote vicario, el padre Danilo Magela.