Внимания заслуживает каменное здание, расположенное недалеко от стен монастыря, слева от входа. Это бывший собор города Кириллова, освященный в честь Казанской иконы Божией Матери. Его строительство велось на протяжении нескольких поколений. Это самая старая приходская церковь Кириллова по времени появления. Вероятно, именно она упоминается в описи Кирилло-Белозерского монастыря 1668 года как Казанская церковь, принадлежавшая тогда монастырю, хотя и находилась за его пределами. Изначально это была деревянная церковь с колокольней, построенная на пожертвования жителей монастырской слободы.

Каменный храм на месте деревянного был возведен в 1700 году. С этого момента Казанская церковь уже не принадлежала монастырю, а относилась к монастырской слободе. После преобразования слободы в уездный город в 1776 году, Казанская церковь стала собором. Вскоре возникла необходимость в его расширении и придании более представительного внешнего вида. К 1825 году завершилась перестройка и отделка Казанского собора по проекту коллежского советника Александра Ивановича Старова.

В новом храме устроили три престола. В теплом отделении слева был престол во имя Апостола Андрея Первозванного, справа, Богоматери Боголюбской, а престол холодного собора, как и прежде, освятили в честь Богоматери Казанской. Из старых образов для новых иконостасов сохранили только особо почитаемые с изображениями Преподобного Кирилла Белозерского и Казанской Божией Матери. В 1859 году из Петербурга доставили резные иконостасы, изготовленные по рисункам академика Ф.Г. Солнцева. Там же были заказаны новые образа, выполненные «иконописцем двора Его Императорского Величества» М. Пешехоновым.

Собор во имя Казанской иконы Божией Матери играл важную роль в жизни Кириллова, здесь проводились венчания и обряды, которые нельзя было осуществить в монастыре. У собора находилась главная площадь города, где проходили ярмарки.

В тридцатых годах собор был закрыт. Колокольню разрушили в конце 1935 или начале 1936 года. Старожилы вспоминают, как шпиль с помощью тросов сдернул трактор, а колокола еще раньше отправили на переплавку. Тем не менее, собор оставался центром городской жизни, у его стен до 1960-х годов дважды в год собирались многолюдные ярмарки, а по воскресеньям шумели базары. В советское время в здании собора размещался винный цех. Возродившаяся община Кириллова добилась вывода винного производства из храма, и полуразрушенное здание было передано общине. Однако средств на капитальный ремонт собора нет.