Храм в честь Казанской иконы Божией Матери в Астрахани появился в начале XVII века. В 1614 году князь Иван Никитич Одоевский был отправлен для освобождения города от разбойников под предводительством атамана Заруцкого, привезя с собой список чудотворной иконы. Заруцкий покинул город до прибытия воеводы, и над восточными воротами кремля был построен каменный храм в честь иконы. Ворота и башня под храмом стали называться Пречистенскими. В 1709 году над воротами возвели каменную колокольню, а храм упразднили, икону перенесли в Успенский собор.

В 1707 году за рекой Кутум, в новом поселении Посад, разместился Казанский солдатский полк. Здесь начали селиться купцы и другие жители, которые были приписаны к Смоленской церкви на другой стороне реки. Из-за трудностей в посещении церкви, особенно в неблагоприятные погодные условия, жители обратились к епископу Илариону за разрешением на строительство собственного храма в честь Казанской иконы. В 1753 году начался сбор пожертвований, и через 16 лет храм был построен, а спустя три года к нему пристроили колокольню. В 1797 году деревянный придел разобрали из-за ветхости, а в 1807 году купец Макарий Абезьянин пристроил новый придел в честь Священномученика Харлампия. В 1811 году на средства купца Ивана Мултанова появился левый придел в честь Святителей Василия Великого, Григория Богослова и Иоанна Златоуста.

В 1923 году Казанский собор захватили обновленцы, а в 1930 году советская власть отобрала его у них. Колокольню и некоторые части храма снесли, и он стал одноглавым. Храм использовался как склад, а позже как обувной склад. В 1955 году здание передали областному Совету профсоюзов. Долгое время одинокая глава собора выглядывала из-за пакгаузов порта.

15 июня 1991 года храм вернули Православной Церкви, и началось его восстановление. Обновили внешний вид, покрыли купол и крышу новым железом, вставили окна, отреставрировали входные врата и установили новый иконостас. Начались работы по росписи храма. В 2006-2008 годах восстановили колокольню в прежнем виде. Работы по воссозданию Свято-Казанского собора продолжаются и сегодня.