В 1555 году по указу царя Ивана Грозного при Московском митрополите Макарии соборным определением была учреждена Казанская епархия, на которую в сане архиепископа Казанского и Свияжского был назначен игумен тверского Селижарова монастыря Гурий (Руготин), отправившийся в Казань с архимандритами Варсонофием и Германом и "наказной памятью": в крещение неволею не приводить, обращаться с иноверцами кротко, с умилением, жестокостей им не чинить, а при необходимости, освобождать их от суда воевод и наместников. В иерархическом отношении Казанская епархия, относившаяся к Московской митрополии, заняла среди восточно-русских епархий третье место после Москвы (митрополии) и Новгорода (архиепископии). С 26 января 1589 года — митрополия.

Территориально Казанскую епархию составили: на юго-западе — до реки Суры Нагорная сторона (Козьмодемьянск, Васильсурск, Чебоксары, Цивильск, Свияжск, Тетюши) и Луговая сторона (Санчурск, Царевококшайск); на северо-западе — все земли до реки Ветлуги; часть Вятских земель до середины течения реки Вятки, которые с 1658 года отходят к новоустроенной Вятской епархии; на востоке — земли Казанского, Астраханского, отчасти Сибирского царств (с 1586 года вошла Уфа и Бирск); на юге — земли Астраханского царства до Терского городка на реке Терек, которые с 1602 года отходят к новообразованной Астраханской епархии. К 1917 году территория Казанской епархии ограничивалась пределами Казанской губернии.

С 1922 по 1938 год существовала одноименнная обновленческая епархия.

11 июня 1993 года из состава Казанской епархии была выделена Йошкар-Олинская епархия в пределах республики Марий Эл.

6 июня 2012 года были выделены самостоятельные Альметьевская и Чистопольская епархии, после чего в составе Казанской епархии осталась северо-восточная половина Татарстана — города Казань и Набережные Челны, а также Агрызский, Апастовский, Арский, Атнинский, Балтасинский, Буинский, Верхнеуслонский, Высокогорский, Дрожжановский, Елабужский, Зеленодольский, Кайбицкий, Камско-Устьинский, Кукморский, Лаишевский, Мамадышский, Менделеевский, Мензелинский, Пестречинский, Рыбно-Слободский, Сабинский, Тетюшский, Тукаевский и Тюлячинский районы. Тогда же Казанская кафедра была определена центром Татарстанской митрополии.