В 1890 году прихожане Никольского Сретенского собора обратились к властям с прошением о строительстве новой церкви. В апреле того же года было получено разрешение Великоустюжского Духовного Правления, подкрепленное планом будущего здания и проектом строительства, предоставленным Вологодским Губернским Строительным отделением. Со времени обращения прихожан до начала стройки прошло полгода, и вот, наконец, настал долгожданный момент, «30-го июня 1891 года, сообщал об этом событии священник Александр Замараев, Господь благословил с подобающею торжественностию и по чиноположению Святой Церкви положить основание сему Святому Храму, на радость граду нашему и утешение всему Соборному приходу». Уже через три месяца состоялась закладка престолов. Председатель попечительства, городской голова Е. Рыжов издал по этому случаю специальное распоряжение, «Никольское Церковно-Приходское попечительство покорнейше просит всех торговцев города Никольска по случаю имеющего быть 29 числа сего сентября, в воскресенье, Священного торжества с крестным ходом к вновь строящейся в Никольске церкви для закладки престолов. Во время Божественной Литургии и крестного хода, впредь до возвращения последнего в Собор, закрыть все торговые, промышленные заведения».
Казанская церковь, крестово-купольный храм около тридцати метров высотой с большой колокольней. Построен он в византийском стиле. Величественный купол диаметром в десять метров венчает трехметровый крест, колокольня имела высокий шпиль с крестом, крыша крыта по закомарам, что подчеркивает красоту самой конструкции в сочетании вертикали и полукружия арки. Декор строгий и выразительный. С северной и южной сторон, два высоких каменных крыльца с двускатной крышей. По своему облику храм напоминал самые древние русские храмы, Киевскую Софию, с другой стороны, он несет на себе печать русской архитектуры XIX века. Храм необычен для северной традиции и совершенно уникален для Вологодской губернии.