Строительство собора продолжалось 10 лет, в отделке храма использовались в основном отечественные материалы: олонецкий мрамор, выборгский и сердобольский гранит, рижский и пудожский известняк. Впервые в мировой строительной практике Воронихиным была применена металлическая конструкция купола. Работы были завершены в 1811 году. В старой Рождественской церкви провели последнюю службу, после чего ее разобрали.
Казанский собор стал самым высоким храмом того времени — его высота достигала 71,5 м, и одним из крупнейших культовых сооружений Санкт-Петербурга. Судьбу собора изменила Отечественная война 1812 года, после которой храм, построенный изначально для иконы, превратился в национальный Памятник победы и хранилище воинских реликвий.
Сюда свозили трофеи, в том числе армейские знамена и полковые штандарты наполеоновских войск, ключи от завоеванных городов, маршальские жезлы. В 1813 году в соборе был похоронен фельдмаршал Михаил Кутузов.
