Selon les livres des scribes de Kazan et du district de Kazan, en 1565, à l'emplacement de l'actuelle cathédrale Saint-Nicolas se trouvait une église en bois dédiée à Saint Nicolas le Miracleux, connue sous le nom d'« église de Nicolas de Borovsk ».

À la fin du XVIIe siècle, à sa place, un temple en pierre sans colonnes, avec une seule coupole, connu sous le nom d'église de Nicolo-Niz, a été érigé. Il avait deux autels : l'un en l'honneur de la Nativité du Christ, et l'autre, au nom de Jean le Guerrier, situé dans le clocher.

À peu près à la même époque, une église d'été de la Protection a pu être construite, représentant un temple en pierre à six colonnes et à trois absides. Les dates de sa création varient : l'antimins indique l'année 1696, tandis que les registres ecclésiastiques mentionnent 1703. Ces dates peuvent se rapporter soit à une rénovation, soit à la construction du temple.

Dans les années 1720 et 1730, une cloche à cinq niveaux a été érigée près de l'église de la Protection.

En 1834 et 1871, le prêtre Mikhaïl Pavlovitch Poletayev, fils du prêtre précédent et diplômé du séminaire théologique de Kazan, a officié à l'église de Nicolo-Niz. Sous son ministère, en 1857 et 1862, une maison en pierre à deux étages pour le clergé a été construite.

La construction et les rénovations du temple étaient financées par les paroissiens, bien que la congrégation fût peu nombreuse et composée principalement de personnes à faible revenu. Grâce aux efforts du prêtre Nicolas Maximovitch Varouchkine, qui a servi de 1871 à 1903, il a été possible d'attirer des bienfaiteurs pour la rénovation du temple. Les principaux fonds ont été fournis par les marchands Pavel Vassilievitch Chétinkine, Vassili Ivanovitch Zaousaïlov, Alexandre Nikiforovitch Sveshnikov et Grigori Nikolaïevitch Gorinov. Leurs noms sont gravés sur une plaque commémorative de l'église. Parmi eux, seul G. N. Gorinov était paroissien et ancien de l'église.

En 1883, l'ancienne église de Nicolo-Niz a été démolie, et en 1885, un nouveau bâtiment dans un style éclectique avec des éléments de classicisme a été construit.

En 1892, l'église froide de la Protection a été rénovée, et après une reconstruction partielle, elle est devenue à cinq coupoles.

En 1930, en raison de la politique antireligieuse, l'église de Nicolo-Niz a été fermée. Au moment de la renaissance de l'évêché de Kazan en 1942, seule l'église funéraire des Miracles de Yaroslavl était en activité à Kazan.

Sous l'archevêque Germogen Kozhin, en octobre 1946, une deuxième communauté orthodoxe a été enregistrée à Kazan, à laquelle les églises de Nicolo-Niz et de la Protection ont été transférées. Elles ont reçu le statut de cathédrale Saint-Nicolas, et l'autel annexe de la cathédrale pour les premières liturgies a été consacré en l'honneur des 40 martyrs de Sébaste.