Казанский кафедральный собор в Оренбурге строили в честь Ивана Ивановича Неплюева — первого губернатора Оренбургской губернии. В 1744 году по его представлении был принят и утвержден императрицей Елизаветой Петровной проект об образовании Оренбургской губернии. Выбрали площадь в центре города — тогда Оренбург был небольшим. Территория называлась Сакмарская площадь, именно здесь в 1886 году было принято решение заложить собор в честь иконы Божией Матери Казанская.
Для сбора пожертвований был избран специальный Комитет. На Караван-Сарайской площади была поставлена специальная временная церковь для сбора средств на строительство столь величественного храма. Сбор пожертвований на строительство шел по всей России. Но проекта храма Комитет не имел, а предложенные Императорской академией художеств проекты были слишком дороги.
В 1885 году в Оренбурге находился академик архитектуры Александр Александрович Ященко. Комитет по строительству обратился к академику с просьбой оказать помощь. На разработку эскизного проекта собора, его утверждение, разработку рабочего проекта академику потребовалось всего менее года. 23 января 1886 года проект был Высочайше утвержден и вскоре начались земляные работы. В 1888 году выкладывается цоколь. Кирпичная кладка по ярусам шла четыре с половиной года. В 1893 году собор покрывается железом, начинаются штукатурные работы, которые заканчиваются в 1894 году.
В 1891 году по возвращении из путешествия по Китаю и Японии строящийся храм посетил цесаревич Николай Александрович.
Для отливки соборных колоколов в Оренбург был вызван мастер «колокольного отлива» с известного московского колокольного завода господина Финляндского, которому заказывали отливать колокола и для храма Христа Спасителя в Москве. Колокол весом 302 пуда был отлит 20 августа 1894 года. На нем была надпись: «Господь сил той есть Царь славы! Сей колокол лит во славу Божию и Пресв. Богородицы иждивением Марии Львовны Ивановой в память помолвки Государя Наследника Николая Александровича». На звонницу колокола подняты 4 декабря 1894 года и закреплены. Подъем «сделан» без машин, усилиями рук верующих людей, которых набралось к собору тысячи, несмотря на мороз.
Внутри собор художественно расписан живописью и орнаментами наподобие собора св. Марка в Венеции. При обилии дневного света, льющегося со всех сторон из больших окон, а также при освещении собора вечером электричеством внутренность его имеет необычайно красивый и величественный вид. Кроме главного алтаря, в соборе устроено два придела: во имя Святителя Николая Мирликийского чудотворца и преподобного Сергия Радонежского.
Таких замечательных и величественных, как Казанский кафедральный собор в Оренбурге, в России было всего четыре. Но и это не уберегло собор от закрытия и полного уничтожения. Первый взрыв прозвучал в четыре часа утра 19 мая 1932 года. На века построенный, на народные деньги он два года не поддавался дьявольской силе. Окончательный снос собора был завершен в 1936 году, на его месте разбит парк и построен Дом Советов, ныне часть комплекса зданий Правительства Оренбургской области. В 2000 году на месте Казанского собора установлен памятный крест.