Собор объединяет одиннадцать церквей (приделов), часть из которых освящена в честь святых, дни памяти которых пришлись на решающие бои за Казань. Центральная церковь сооружена в честь Покрова Богородицы, вокруг которой группируются отдельные церкви в честь: Святой Троицы, Входа Господня в Иерусалим, Николы Великорецкого, Трёх Патриархов: Александра, Иоанна и Павла Нового, Григория Армянского, Киприана и Иустины, Александра Свирского и Варлаама Хутынского, размещённые на одном основании-подклете, а также придел в честь Василия Блаженного, по имени которого храм получил второе, более известное название, и церковь Иоанна Блаженного, вновь открытая после длительного запустения в ноябре 2018 года.