
В 1932 году превращен в Музей истории религии и атеизма, с 1991 года действующий храм несколько лет сосуществовал с экспозицией музея. С 2000 года — кафедральный собор Санкт-Петербургской епархии Русской Православной Церкви. Настоятель — протоиерей Павел Красноцветов.

Казанский собор — храм русской воинской славы. Летом 1812 года, перед выездом в действующую армию, собор посетил назначенный командовать русской армией Михаил Илларионович Кутузов. Он припадал к иконе Казанской Божией матери. Прославленный фельдмаршал нашёл здесь свой последний приют. В 1813 году прах светлейшего князя М. И. Кутузова, умершего в прусском городе Брунцлау во время Заграничного похода русской армии, был захоронен в Казанском соборе. Решетку, ограждающую могилу М. И. Кутузова и мраморную плиту на ней выполнили по рисунку самого А. Н. Воронихина.



Главная святыня храма — почитаемый список с Казанской иконы Божией Матери. Икона принадлежала царице Прасковье Фёдоровне (Салтыковой) — вдове царя Ивана V (сводного брата царя Петра I, царствовавшего вместе с ним с 1682 по 1696 годы) . Икона была привезена ею в Санкт-Петербург при переезде царского двора из Москвы, после объявления в 1712 году Санкт-Петербурга столицей. Эта икона вдохновляла возглавляемое князем Пожарским народное ополчение, которое в 1612 году двигалось из Нижнего Новгорода в Москву освобождать Кремль от иноземцев. После длительного нахождения в церкви Рождества Богородицы на Невском проспекте, она была помещена в новом Казанском соборе. Казанская икона стала одной из главных православных святынь Санкт-Петербурга. После закрытия собора она была перенесена в Успенский собор на Сенной площади (Спасо-Успенский обновленческий кафедральный собор) , после его закрытия — в Смоленскую кладбищенскую церковь. После закрытия последней в 1940 году святыня была изъята у обновленцев и передана в Князь-Владимирский собор, где помещена у правого клироса. 4 июля 2001 года икона без крестного хода была возвращена в Казанский собор. Есть предположение, что большевики в 1930—1940-е чтимый образ конфисковали, и нынешняя икона — лишь её список, исполненный в XIX веке. Так как местонахождение прежней иконы неизвестно, появились домыслы, что она попала в униатский храм в Фатиме (Португалия) или в домовую каплицу римского папы.
