Благовещенский собор Казанского кремля является древнейшим из сохранившихся в Казани памятников истории и архитектуры. Главный собор Казанского края, являвшийся до революции кафедральным собором Казанской епархии, был основан 4 октября 1552 года по приказу царя Иоанна Грозного. Деревянная церковь была срублена в три дня на пустыре и 6 октября освящена в честь Благовещения Пресвятой Богородицы. 28 июля 1555 года, когда в Казань прибыл первый архиерей новоучрежденной Казанской епархии - архиепископ Казанский и Свияжский Гурий (Руготин), Благовещенский собор стал храмом святительской кафедры. Поскольку еще в декабре 1552 года Иоанн Грозный предписывал известному псковскому мастеру Постнику Яковлеву и каменщику Ивану Ширяю отправиться в Казань, взяв с собой работников для построения нового каменного города (кремля), архиепископ Гурий озаботился строительством каменного Благовещенского собора, в возведении которого участвовало с 1556 по 1562 гг. 80 псковских мастеров.
Построенный в стороне от разрушенных ханского дворца и мечетей, собор -памятник древнерусской архитектурной традиции крестовокуполного типа - первоначально представлял собой каменный пятиглавый трехапсидный храм с пристроенными в конце XVI века боковыми приделами - Борисоглебским и во имя Муромских чудотворцев. Главки древнего собора были с шлемовидными куполами. Еще в ХVI-ХVII вв. собор был украшен внутри фресковой живописью, следы которой сохранились в западной части храма даже после многочисленных пожаров ХVII-ХIХ вв. В частности, в ходе реставрации 90-х гг. XX в. было обнаружено древнейшее фресковое изображение Казанской иконы Божией Матери (XVII век). Каменная пятиярусная колокольня была пристроена в конце XVI века. Претерпев за три века многочисленные реконструкции, она утратила свои первоначальные очертания, но поражала всякого въезжавшего в Кремль своими колоколами. В нижнем ярусе колокольни находился самый большой колокол древней Казани, его вес составлял 1500 пудов (около 24570 кг). Под звонницей находился храм в честь святой мученицы Ирины, который по ветхости был в XVII веке закрыт, и возобновлен только в 1832 году на средства купца Чижова. При этом церковь была освящена во имя святителя Германа, второго архиепископа Казанского. Колокольня Благовещенского собора не сохранилась, будучи разобрана в 1928 году.
В 1736 году к западной части собора была пристроена одноэтажная кирпичная трапезная, шлемовидные купола были заменены луковичными, а центральный купол приобрел завершение в стиле украинского барокко. Страшный пожар 1815 года, во время которого пострадал весь Казанский кремль, заставил заняться серьезной реконструкцией собора. С 1817 по 1821 год полуразрушенная трапезная часть собора была реконструирована, появилась крытая галерея, соединявшая собор с архиерейским домом. В 1841 году по проекту Ф.И.Петонди трапезная часть была перестроена в высокую и двухсветовую с лестницей на хоры. Тогда же Благовещенский собор, бывший до этого времени холодным (зимним), был обращен в теплый. Новая трапезная часть серьезно изменила облик древнего кафедрального собора. Храм принял тот вид, который был взят за основу при реставрации 1977 года. В 40-е годы XIX века к главному входу пристроено высокое крыльцо, которое в 1863 году было сделано крытым; а в западной части трапезной устроено хорошо защищенное помещение для богатейшей соборной ризницы.