Ранее на месте собора стояла небольшая каменная церковь Рождества Пресвятой Богородицы, куда в 1737 году был перенесён чтимый образ Казанской иконы Божией Матери.

Это был первый православный храм на Невском проспекте.

К концу XVIII века здание церкви обветшало и перестало соответствовать сложившемуся к тому времени парадному облику Невского проспекта.

После Отечественной войны 1812 года храм стал ещё и национальным памятником победы, и хранилищем воинских реликвий.

Здесь были собраны трофеи войны, в том числе армейские знамёна и полковые штандарты наполеоновских войск, ключи от завоёванных городов.

В 1991 году Казанский собор был открыт для богослужений и сейчас является кафедральным собором Санкт-Петербургской епархии Русской православной церкви.