Решение о его строительстве было принято в октябре 2000 года, когда администрация города выделила соответствующий земельный участок.
Проектирование собора осуществил архитектор В. С. Нилов. Строительство велось при поддержке ОАО «Татнефть» и завершилось сдачей объекта в эксплуатацию 29 августа 2007 года.
Архитектурно собор представляет собой двухэтажное здание с двумя престолами: верхний храм посвящен Казанской иконе Божией Матери, нижний — святым женам-мироносицам. Вместимость верхнего храма превышает тысячу человек, что делает его одним из крупнейших в Поволжье. На первом этаже, помимо нижнего храма, расположены воскресная школа, трапезная на 200 человек, кухня и подсобные помещения. Собор оснащен автономной котельной. Звонница включает 11 колоколов, самый крупный из которых весит 1350 кг.
Интерьер верхнего храма украшен уникальным фарфоровым иконостасом. Освящение собора состоялось в ноябре 2007 года, приуроченное к празднованию Казанской иконы Божией Матери. Чин освящения и первую Божественную литургию в новом соборе возглавил архиепископ Казанский и Татарстанский Анастасий в сослужении епархиального духовенства.
С момента основания в 2012 году Альметьевская епархия Русской Православной Церкви имеет своим кафедральным собором именно этот храм.
