Det uppges att Jume Tahir, 74 år, knivhöggs efter att han tidigt på morgonen hade bett böner vid Id Kah moskén på onsdag.
Hans död inträffade två dagar efter det att dussintals människor enligt uppgift dödades eller skadades i sammandrabbningar med polisen i Yarkants län, i samma prefektur.
Orsakerna till hans död är fortfarande oklara.
Men BBC: s Damian Grammaticas i Peking säger Mr Tahir, som var från Xinjiangs främst muslimska uighur etniska minoritet, var en röst och offentlig anhängare av kinesisk politik i regionen.
Radio Free Asia citerade en namnlös butiksägare nära Id Kah som sade att han såg en kropp ligga i en blodpöl framför moskén på morgonen och polisen rensa en stor folkmassa som hade samlats. Han fick veta att det var mr Tahirs kropp.
En förhastad begravning genomfördes sent på eftermiddagen och begravningen processionen var tungt bevakad av militär och polis, enligt The Los Angeles Times.
Strax efter hans död stängde polisen av vägar in och ut från Kashgar och klippte av internet och sms-länkar till andra delar av Kina. Dessa begränsningar har sedan dess upphävts.
Tahir utsågs till imam för den 600-åriga moskén av Kinas styrande kommunistiska parti.
Somliga säger att han var djupt impopulär bland många uigurer som ogillade det faktum att han berömde kommunistpartiets politik medan han predikade i sin moské.
Han hade också upprepat den officiella regering linje som skyllde den ökande nivån av våld i Xinjiang på uighur separatister och extremister, säger vår korrespondent.
På måndagen attackerade ett knivvridande gäng en polisstation och statliga kontor som utlöste sammandrabbningar som dödade "dussinerna" av uigur och hankinesiska civila, enligt statens mediautlopp Xinhua.
Men aktivister ifrågasatte denna redogörelse och sade att lokala uigurer protesterade mot ett kinesiskt ingripande mot firandet av Ramadan, som slutade på måndagen.
Rapporter dök upp tidigare denna månad att vissa statliga avdelningar i Xinjiang förbjöd Muselman personal från fasta under Ramadan, och flera universitetsstudenter berättade för BBC att de var tvungna att ha måltider med professorer.
Det har skett ett uppsving i Xinjiang-relaterat våld som myndigheterna har tillskrivit uigurs separatister.
I maj dödades minst 31 personer när två bilar kraschade genom en Urumqi marknad och sprängämnen kastades. I mars dödade en masshuggning vid Kunming järnvägsstation 29 personer.
Som svar på detta har kinesiska myndigheter inlett en årslång säkerhetskampanj som omfattar ökad polis- och truppnärvaro i viktiga städer och städer i Xinjiang. Många människor har arresterats, och somliga har dömts till långa fängelsestraff eller döden.
Imamen av Kinas största moské - i staden Kashgar i Xinjiang - har dödats i vad som verkar vara ett riktat mord.