В 1552 году войска под предводительством русского царя Иоанна IV Грозного покорили Казанское ханство. После этого жителей столицы – Казани начали обращать в христианскую веру, и в городе появились первые православные храмы.
В конце XVI столетия в центре Казани, на месте разрушенных во время осады Проломных ворот, стояла деревянная Богоявленская церковь. Вокруг нее селились люди, и постепенно выросла Богоявленская слобода. В начале XVIII века верующих стало так много, что при главном соборе построили небольшую теплую церковь в честь апостола Андрея Первозванного.
Сведений о строительстве каменного храма почти не сохранилось. Известно, что деньги на него выделили богатые купцы Сергей Александрович Чернов и Иван Афанасьевич Михляев. К закладке собора приступили в 1730-е годы, но 1741 году в Казани произошел опустошительный пожар, который полностью уничтожил труды строителей.
В 1756 году каменная церковь с трапезной и высокая колокольня были закончены, и их освятили. В конце XVIII века архитектурный комплекс включал главный храм, теплую Андреевскую церковь с северной стороны, небольшую шатровую колокольню и дом, в котором жил священник. Кроме того, собору принадлежало еще одно здание, фасады которого выходили к Большой Проломной улице.
Богоявленский храм имел самый большой приход в городе. Кроме простых жителей Казани, в эту церковь ходили аристократы и богатые купцы. В 1873 году здесь крестили будущего великого певца Федора Шаляпина.
В 1892 году после кончины купца I гильдии Ивана Семеновича Кривоносова по его завещанию наследники передали деньги для новой колокольни. В городе был проведен конкурс архитектурных проектов, и комиссия выбрала проект башни-колокольни высотой 32 сажени.
Поздней осенью 1893 года был заложен бутовый фундамент, а в конце лета 1897 года изумленные жители Казани увидели настоящее чудо. Новая колокольня из 2 млн кирпичей была самым высоким зданием города.
Вначале на нее повесили старые колокола. В 1900 году наверх подняли еще один колокол весом 526 пудов и позолоченный крест весом в 17 пудов. По этому случаю в городе был устроен большой праздник. Движение на Проломной улице перекрыли, она заполнилась народом. Старая шатровая колокольня простояла до 1909 года, а потом ее разобрали.
В истории Богоявленского храма не обошлось без происшествий! В 1901 году во время сильной грозы в высокую колокольню ударила молния. Часть стены была разрушена, а обломки кирпичей засыпали лестницы и близлежащую улицу. Внутри сломались две колонны. Из-за искр загорелся деревянный потолок третьего яруса и балки под самым большим колоколом, однако пожар быстро потушили. На следующий год на колокольне установили громоотвод.
В 1920 по 1935 годы Богоявленская церковь являлась кафедральным собором Казани, потом ее закрыли. Освободившиеся площади были переделаны под склад, а в колокольне разместили мастерские и торговые лавки.
В 1930-е годы, когда советская власть активно боролась с религией, городские власти снесли старинный храм Андрея Первозванного. На освободившемся месте организовали зверинец, а позднее здесь появился пятиэтажный жилой дом.
В 1950-е годы в бывшем соборе устроили спортивный зал, в котором тренировались студенты местного университета. Здание было изрядно обезображено. С храма внесли все главы, а росписи покрыли слоем штукатурки. В 1960-1970-е годы ситуация изменилась. Старинный собор получил статус памятника архитектуры, поэтому высокую колокольню отремонтировали.
В 1996 году собор наконец вернули верующим. К этому времени на нем оставался только один центральный барабан. В ходе реставрационных работ на храме появились все пять глав.