Благовещенский собор построен в 1561-1562 годах в северо-восточной части Казанского Кремля псковскими мастерами Постником Яковлевым и Иваном Ширяем на месте небольшой деревянной церкви, созданной по указу Ивана Грозного в 1552 году.
Собор на протяжении своей истории многократно перестраивался, горел в пожарах, реставрировался, а в советский период храм был закрыт, часть архитектурных объектов было разрушено, здание собора использовалось для бытовых нужд. Реставрация собора прошла в 1977-1982 и в 1996-2005 годах.
Благовещенский собор представляет собой строение с 5 главами, 5 апсидами (полукруглый выступ здания, примыкающий к основному объёму) и 2 приделами (часть храма, выделенная для размещения дополнительного алтаря с престолом для богослужений).
В настоящее время Благовещенский собор является действующим православным храмом, открытым для посещения. В подклети храма находится Музей истории Благовещенского собора, открытый для посещения.