В 1552 году, в день праздника Покрова Пресвятой Богородицы, войска царя Ивана IV Грозного взяли Казань, что ознаменовало присоединение Казанского ханства к Русскому государству. В честь этой победы царь повелел возвести деревянный храм на Красной площади, который был освящён в 1554 году. Однако вскоре было принято решение о строительстве каменного собора на этом месте. Строительство началось в 1555 году и завершилось в 1561 году.
Архитектура собора уникальна и представляет собой сложный ансамбль из нескольких церквей. Первоначально он состоял из девяти отдельных храмов, объединённых общим основанием и галереей. Центральная церковь освящена в честь Покрова Пресвятой Богородицы и возвышается над остальными. Восемь окружающих её церквей посвящены святым, дни памяти которых совпадали с ключевыми событиями Казанского похода. В 1588 году к собору был пристроен придел во имя святого Василия Блаженного, московского юродивого, что впоследствии привело к появлению народного названия храма.
Во второй половине XVII века собор претерпел значительные изменения. В 1670-х годах была построена шатровая колокольня, главы покрыты железом, а паперть — черепицей. Фасады украсили яркой орнаментальной росписью, что придало зданию праздничный облик. В этот же период к собору добавили ещё несколько приделов, увеличив общее число престолов.
В 1812 году, во время Отечественной войны, французские войска использовали собор в качестве конюшни, что привело к его повреждению. После изгнания наполеоновской армии храм был отреставрирован. В XIX веке проводились работы по благоустройству территории вокруг собора: архитектор Осип Бове установил чугунную ограду и выложил подпорную стену «диким» камнем.
В советский период собор был закрыт для богослужений и преобразован в музей. В 1928 году он получил статус филиала Государственного исторического музея. Несмотря на планы сноса в 1930-х годах, храм сохранился благодаря усилиям общественности и специалистов. В 1990 году собор был включён в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО. С 1991 года в одном из приделов возобновились богослужения.
