Казанский собор был построен в конце XVII века из кирпича с использованием белого камня для облицовки. Его фасад выполнен в русско-византийском стиле, сочетая элементы древнерусской архитектуры с барокко и классицизмом. Основной свод украшен четырьмя крупными композициями: «Коронование Богоматери» на востоке, «Покров» на севере, «Взятие Богоматери на небо» на западе и «Успение» на юге. Росписи свода и верхней части стен выполнены в крупном масштабе, что придаёт фигурам монументальность. На северной и южной стенах росписи расположены в три яруса. В верхних частях стен в круглых медальонах изображены святители Василий Рязанский на северной и Иоанн Златоуст на южной. Под ними находятся филёнки с растительным орнаментом и крестами. В двух основных ярусах размещены по две крупные композиции. В нижнем ряду они заключены в прямоугольные рамы, в верхнем, в рамы с полукруглым завершением. Второй ярус включает сюжеты «Благовещение» и «Введение во храм» на северной стене, «Рождество Богородицы» и «Сретение» на южной. В нижнем ряду представлены «Прославление Казанской иконы», «Список иконы подносят царю Ивану Грозному», «Чудеса от Казанской иконы» и «Обретение Казанской иконы». Иконография стремится к исторической точности в изображении костюмов и интерьеров XVI века. На западной стене над аркой находится многофигурная композиция «Прибытие Божией Матери на Афон», выполненная в полукруге. На внутренней стороне широкой арки, ведущей из четверика в трапезную, расположены четыре сюжета, а в центре изображена Богоматерь с младенцем Христом на руках, стоящая на полумесяце. Эта иконография, известная как Мадонна Апокалипсиса, напоминает западноевропейские образцы и икону «Богоматери Виленской». На северном склоне арки изображены «Явление Христа святой Евгении» и «Бегство в Египет» по гравюре Ю. Шнорра фон Карольсфельда, а на южном, «Евгения поучает жен о девстве» и «Встреча Марии и Елизаветы». В трапезной сохранились орнаментальная гризайльная живопись и лепные розетки, к которым крепились паникадила. В храме находились три иконостаса, созданные в 1870 году, которые не сохранились до наших дней. Подвал под трапезной перекрыт цилиндрическими и крестовыми сводами. Для отопления здесь установлены калориферные печи, а вход в подвал расположен в южной стене трапезной.