Основание Павловской ( Новопавловской ) крепости относится к 1709 г. Большая часть переселенцев из Азова были выходцами из Казани. Они привезли с собой икону Казанской Божией Матери.
Сразу после переселения на новое место, выходцы из Казани, большею частью купцы, на свои средства начинают строительство деревянной церкви. Уже в 1711 г. она была построена и освящена во имя Казанской иконы Божией Матери.
Священные иконы были помещены в новую церковь. Деревянная церковь была выстроена к востоку от крепости. Сведений о его внешнем виде не сохранилось. Во время большого пожара 1766 г. деревянная Казанская церковь сгорела. В этом же году, на том же самом месте начинается строительство каменной церкви. Через 4 года - 6 июля 1770 г. - был освящен придел Св. Николая Чудотворца. А еще через 6 лет - 7 июля 1776 г. - вся церковь была освящена во имя КАЗАНСКОЙ иконы БОЖИЕЙ МАТЕРИ.
Новая Казанская церковь стала первым каменным храмом в г. Павловске. Данных о первоначальном облике Казанской церкви найти не удалось, но на основании фотографий можно сделать вывод, что здание неоднократно ремонтировалось и реставрировалось. Такие частые переделки декора были, вероятно, обусловлены тем, что Казанская церковь была «купеческой», т. е самого своего образования она относилась к приходу Павловских купцов. Купцы не жалели средств на то, чтобы «их» церковь была самой красивой в городе и отвечала последним веяниям архитектурной моды.
В годы советской власти разобраны завершающие объемы храма и колокольня, утрачены купола. В здании храма размещалась спортивная школа. В 2002 году храм возвращен Воронежской епархии. В 2004 году пристроена котельная. В 2005 году проведено электричество, восстановлены оконные блоки. В 2006 году проведены штукатурные работы внутри и снаружи храма, подведены вода и газ. В 2009 году завершено восстановление колокольни и купола, на храм водружен крест.
Святыни храма: ковчежцы с мощами Мч. Максима, вмч. Анастасии Узорешительницы, мч. Константина Римского, свт. Гавриила Рязанского, свт. Никиты Новгородского, прп. Феодора Санаксарского, прмчч. Иорданских, мч. Анны Римской, сщмч. Лаврентия Римского, свт. Димитрия Ростовского, вмч. Евстафия Плакиды, свт. Григория Богослова, вмч. и цел. Пантелеимона, свт. Иннокентия Московского, свт. Иоанна Суздальского, прп. Макария Калязинского, прп. Шио Мгвимского, прп. Анатолия Оптинского, свт. Филарета Московского.