Казанский кафедральный собор — один из крупнейших храмов Санкт-Петербурга. Построен на Невском проспекте в 1801—1811 годах архитектором Андреем Воронихиным для хранения чтимого списка чудотворной иконы Божией Матери Казанской.
17 сентября 1733 года на Невском проспекте была заложена каменная придворная церковь Рождества Пресвятой Богородицы в стиле барокко, с деревянным куполом и колокольней над входом. Автором проекта являлся архитектор Михаил Земцов. Освящение храма состоялось 24 июня 1737 года в присутствии императрицы Анны Иоанновны. За день до освящения в храм был перенесён чтимый образ Казанской иконы Божией Матери, список с чудотворной иконы, обретённой в Казани в конце XVI века. В 1747—1748 годах живописец Луи Каравак создал храмовый образ "Рождества Богородицы".
В 1773 году в храме венчался цесаревич Павел Петрович. Церковь была местом, где отмечались многие победы русской армии. В середине XVIII века планировалось придать храму более парадный вид. Так, архитектор Семён Волков разработал проект пятиглавого завершения и новой колокольни, но он не был осуществлён. В конце XVIII века ещё один проект разрабатывали Джакомо Кваренги и Николай Львов.
В 1799 году императором Павлом I был объявлен конкурс на проект нового собора взамен обветшавшей Рождество-Богородичной церкви. Среди участников конкурса были известные архитекторы: П. Гонзаго, Ч. Камерон, Д. Тромбара, Ж. Тома де Томон. Вначале Павел I выбрал проект Камерона, но спустя полгода изменил решение. В итоге ни один представленный проект так и не был утверждён.
Через год граф Александр Сергеевич Строганов, вблизи резиденции которого находился храм, предложил императору новый проект, созданный молодым талантливым архитектором (и бывшим крепостным Строгановых) А. Н. Воронихиным. Этот проект получил одобрение, а граф Строганов стал председателем попечительского совета при строительстве собора.
Закладка нового храма произошла 8 сентября 1801 года в присутствии императора Александра I. На строительстве Казанского собора на общественных началах, в качестве помощника Воронихина работал архитектор и гравёр Николай Фёдорович Алфёров. Строительство было окончено в 1811 году и обошлось казне в 4,7 млн руб. 1 января 1811 года автор проекта Казанского собора, архитектор А. Н. Воронихин, был награждён орденом Святого Владимира 4-й степени.
27 сентября (15 сентября по ст. ст.) 1811 года митрополит Амвросий совершил освящение собора. В том же году была разобрана старая церковь. После Отечественной войны 1812 года приобрёл значение памятника русской воинской славы. В 1812 году сюда доставлены трофеи: военные французские знамёна и личный жезл наполеоновского маршала Даву. В 1813 году здесь был похоронен полководец Михаил Илларионович Кутузов и помещены ключи от взятых городов и другие военные трофеи.
До конца 1829 года в соборе продолжалась работа по отделке, которой руководил Огюст Монферран. Первый ремонт в соборе прошёл в 1844—1845 годах, второй, включавший в себя реставрацию образов и стенной живописи, — в 1862—1865 годах.
27 октября (8 ноября) 1893 года в соборе отпевали Петра Чайковского. 21 февраля (6 марта) 1913 года в соборе во время празднования 300-летия дома Романовых произошла давка, по официальной версии, унёсшая жизни 34 человек. 18 января 1921 года митрополит Вениамин освятил "пещерный" зимний придел священномученика Гермогена, патриарха Московского.
В 1932 году собор был превращён в Музей истории религии и атеизма. С 1991 года — действующий храм, несколько лет сосуществовавший с экспозицией музея. С 2000 года — кафедральный собор Санкт-Петербургской епархии Русской православной церкви.
С 9 марта 2019 года настоятелем является митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Варсонофий (Судаков). Собор дал название Казанской площади, Казанской улице, Казанскому острову в дельте Невы и Казанскому мосту на пересечении Невского проспекта и канала Грибоедова.
