Благовещенский собор Казанского кремля, главный собор Казанского края, являвшийся до революции кафедральным собором Казанской епархии, был основан 4 октября 1552 г. по приказу царя Иоанна Грозного. Деревянная церковь была срублена в три дня на пустыре и 6 октября освящена в честь Благовещения Пресвятой Богородицы.
Построен на месте, где царь Иоанн Грозный после взятия Казани собственноручно водрузил Крест, тем самым наметив место строительства собора в честь Благовещения Пресвятой Богородицы.
С 1552 по 1918 гг. собор был кафедральным храмом Казанской епархии Русской Церкви (в настоящее время кафедральным является Никольский собор), здесь веками совершались рукоположения священников, а с конца XIX века и хиротонии епископов (здесь были посвящены в епископский сан Антоний (Храповицкий), Андрей (Ухтомский) и др.).
Крестово-купольный храм с пятью главами, покоящимися на шести столпах и тремя алтарными апсидами, изначально воссоздавал планировку и облик Успенского собора Московского Кремля, подчеркивая новый статус Казани. В подклете собора нашли упокоение многие казанские архипастыри, таким образом, Благовещенский собор для Казанского кремля имел то же значение, что и Ризоположенский собор для Московского Кремля.
В 1561 г., по указу царя Иоанна Васильевича, из Пскова прибыли 80 каменщиков во главе с Постником Яковлевым и Иваном Ширяем по прозванию Барма, строителями собора Василия Блаженного. Храм строили из волжского известняка, камень добывали на противоположном, высоком берегу Волги. 15 августа 1562 г. храм был освящен архиепископом Казанским Гурием.
Новый белокаменный крестовокупольный в плане собор первоначально имел в длину 18 сажень, в ширину 7 сажень 2 аршина, почти в 2 раза меньше современного храма, расширившегося в результате нескольких реконструкций.
Купола собора в XVI веке имели шлемовидную форму. В конце XVI века к храму были пристроены боковые приделы: северный – во имя свв. Петра и Февронии Муромских – и южный – во имя свв. князей Бориса и Глеба, соединенными папертью, которая огибала центральный кубовидный объем собора.
За свою многовековую историю собор неоднократно горел: в 1596, 1672, 1694, 1742, 1749, 1757 гг. В 1742 г. мощи св. Гурия даже выносились за канал Булак. Но, несмотря на пожары, сохранился фрагмент древней фресковой живописи, которой был украшен весь храм в XVI-XVII веках — это образ Казанской Божией Матери в алтарной апсиде, который был открыт в ходе реставрации в 90-х гг. XX века.
В XVIII веке ряд переделок изменил облик собора. В 1736 г. шлемовидные купола были заменены на луковичные, а центральный купол получил завершение в стиле украинского барокко, с западной стороны собора пристроили одноэтажную трапезную и крыльцо с лестницей.
Городской пожар в сентябре 1815 г. сильно повредил Благовещенский собор, простоявший 2 года после пожара в запустении. В пожаре сгорел и весь губернский архив, хранившийся в храме.
Реставрацию собора начал архиепископ Амвросий (Протасов). Резьбу для нового иконостаса выполнил московский мастер Быковский. Окраску и позолоту иконостаса выполнил московский мещанин Гавриил Львов. Иконы для нового иконостаса были написаны учителем Казанского народного училища, коллежским регистратором Василием Степановым Туриным.
19 июня 1821 г. состоялось торжественное освящение обновленного храма.
С тех пор облик собора не изменился, если не считать построенного по проекту Петонди крыльца собора, снесенного после революции, и уничтоженной большевиками колокольни.
В 1855 г. были поновлены иконы в 5-ярусном иконостасе, для чего был приглашен владимирский иконописец Тимофей Гагаев (спустя десять лет также поновивший иконостас Петропавловского собора).
Очередное поновление было выдержано в византийском стиле.
Раскрытые в ходе реставрации рубежа XX-XXI вв. фрески собора общей площадью несколько тысяч квадратных метров были написаны артелью известного иконописца Вязниковского уезда Владимирской губернии Н. Л. Софонова, расписавшего многие храмы в XIX веке.
Своды новой, пристроенной с запада, теплой трапезной части собора были украшены уникальным циклом росписей, связанным с историей Казани.
Фрески изображают: обретение и прославление чудотворной Казанской иконы Божией Матери; рукоположение митрополитом Московским Макарием архиепископа Казанского Гурия; обретение митрополитом Ермогеном (будущим патриархом) святых мощей святителей Гурия и Варсонофия, также на стенах собора изображены святые, которым были посвящены казанские храмы, в том числе, свв. Киприан и Иустиния, Кизические мученики, благоверные князья Феодор, Давид и Константин.
Следующая капитальная реконструкция собора была проведена в 1906-1909 гг. После реконструкции левый придел был освящен во имя святителя казанского Гурия.
В ходе боев за Казань в начале сентября 1918 г. большевики прямой наводкой стреляли по Кремлю из пушек, установленных на холме порохового завода, вследствие чего все пять куполов собора были разрушены прямыми попаданиями снарядов (внешний облик был воссоздан только в ходе реставрации собора в 1973-1984 гг.) Овладев городом, большевики закрепились в Кремле, объявив его военным городком: вход для горожан был закрыт, все организации выселены, все 7 кремлевских церквей – закрыты. Роль кафедрального собора стал выполнять самый большой храм Казани – Казанский собор Богородицкого монастыря. Верующим позволили вынести из собора только раку мощей святителя Гурия и несколько икон. Мощи перенесли в храм Николы Тульского Казанско-Богородицкого женского монастыря. После закрытия монастыря мощи были перенесены в Петропавловский собор (ныне в церкви Ярославских чудотворцев на Арском кладбище, частица св. мощей вложена в воссозданную раку святителя в Благовещенском соборе).
В 1920 г. власти позволили в соборе служить обновленцам, но в 1925 г. снова закрыли храм и передали музейному отделу. В 1921 г. некоторое время еще действовала домовая церковь во имя святых Гурия, Варсонофия и Германа Казанских бывшего архиерейского дома.
В 1922 г. уничтожили колокольню. Но сам собор чудом уцелел.
Вскоре в церкви разместили Госархив ТАССР. В подвальном храме, служившем некрополем казанских архиереев, устроили овощехранилище, в келье святителя Гурия устроили сторожку.
В 1977-1984 гг. была проведена реставрация внешнего облика собора в формах 1841 г.
После реконструкций и реставраций, от первоначального храма XVI века сохранился лишь центральный объем здания.
В 1995 г. собор передали в ведение Государственного историко-архитектурного музея-заповедника «Казанский кремль», началась реставрация собора, которая завершилась в 2005 г. – 450-летию Казанской епархии.
19 июля 2005 г. храм был вновь освящен архиепископом Казанским Анастасием.
Первую литургию в возрожденном соборе совершил патриарх Алексий II 21 июля 2005 г.
Главной святыней Благовещенского собора в течение столетий была рака с мощами строителя собора первосвятителя казанского Гурия. Святитель Гурий упокоился 5 декабря 1563 г. и был похоронен за алтарем соборного храма Спасо-Преображенского монастыря. Спустя 31 год 4 октября 1595 г. при закладке нового каменного храма монастыря мощи святителя были обретены нетленными и положены в новом монастырском соборе. 19 июня 1630 г. святые мощи были перенесены в Благовещенский собор и положены у северной стены в серебряную раку.
Около раки хранилась фелонь святителя Гурия, шитая из шелковой узорчатой ткани – «камки» и его деревянный жезл, устроенный так, что престарелый святитель мог опираться на него грудью, что облегчало молитвенные бдения св. Гурия.
В ходе реконструкции собора в 1841 г. под Борисоглебским приделом была открыта келья святителя Гурия – небольшая каморка, сложенная из того же волжского камня, что и собор, в которой святитель уединенно молился, как написано в Житии «обнощное стояние присно в молитвах выну принося к Богу, во келии близ… Бориса и Глеба».
На стене был обнаружен написанный, вероятно самим святителем, минеральными красками Нерукотворенный Образ Спасителя, краски которого становятся ярче год от года. Келья сразу стала объектом паломничества казанцев, вскоре для фрески был устроен киот, стены оштукатурили, с запада прорезали дверь. Несколько позднее на средства старосты собора В. Ф. Булыгина к келии была пристроена часовня, сохранившаяся до наших дней.
В службах собора участвовали многие видные иерархи и протоиереи, собор посещали многие известные люди: святой праведный Иоанн Кронштадтский (служил литургию 5 июля 1894 и 16 июля 1897 гг.); 7 сентября 1833 г., собирая материалы для «Истории пугачевского бунта» Александр Пушкин; Александр Радищев, Владимир Короленко, Владимир Немирович-Данченко, Федор Шаляпин (неоднократно пел в архиерейском хоре собора), Сергей Рахманинов.
На службах в соборе молились почти все российские императоры, посещавшие Казань: Петр I, Павел I, Екатерина II, Николай I (20 августа 1836 г.), Александр II (20 июня 1837 и 27 августа 1871 гг.), Александр III (22 августа 1866, 27 августа 1871 гг.). Собор посещали многие члены императорского дома: сыновья Павла I, великие князья Александр Павлович и Константин Павлович (24 мая 1798 г.), великий князь Михаил Павлович (26 августа 1817 г.), сын Александра II, великий князь Николай Александрович (16 августа 1861, 9 июля 1863 гг.), великий князь Алексей Александрович (19 мая 1868 г.), мученица великая княгиня Елизавета Феодоровна (в 1911 и 1913 гг.).