Главной святыней Казанского кафедрального собора Санкт-Петербурга является Казанская икона Божией Матери, во имя которой собор был построен в 1811 г. Эта икона, чудесным образом явленная в г. Казани в 1579 г., является одной из самых почитаемых икон во всем православном мире. При Петре I в Санкт-Петербург привозят Казанскую икону, принадлежавшую царице Парасковии Федоровне, родственнице Петра. Согласно последним исследованиям она была списком (копией) с изначального казанского прототипа. Сейчас этот список и находится в соборе.

Собор является также памятником воинской славы России. Его история тесно связана с Отечественной войной 1812г. В соборе похоронен фельдмаршал М.И. Кутузов, а также находятся французские боевые знамена и ключи от французских крепостей, взятых русской армией.

Память Кутузова и Барклая де Толли увековечена также и в установленных перед собором монументах. В памятниках заложена глубокая символика. Трактовка памятника Барклая де Толли созвучна событиям первого этапа войны, когда русская армия под его руководством совершала вынужденный отход. Фигура Кутузова символизирует второй этап войны, когда во главе с ним русская армия разгромила армию Наполеона.

Казанский собор хранит память и о другой Отечественной войне, более известной в истории как «Смутное время». Смутное время закончилось изгнанием из Москвы польских интервентов ополчением Минина и князя Пожарского, вступившего в Москву с Казанской иконой Божией Матери в октябре 1612 г.

Сегодня собор является главным кафедральным собором Санкт-Петербургской митрополитии. Богослужения в соборе совершаются ежедневно.