Петропавловский собор, безусловно, является ценнейшим архитектурным памятником, и одним из духовных символов Казани. Построенный на возвышенном месте, красивый и величественный, собор отличается уникальным убранством. Композиция храма и колокольни выполнена в стиле так называемого Русского или «Нарышкинского» барокко, распространенного в России в конце 17,- первой половине 18 века. Неповторимый облик собору придает, в первую очередь, декор, обилие сохранившихся до наших дней фасадных деталей и их яркая раскраска. К сожалению, имена строителей храма остались неизвестны. Многие искусствоведы указывают на сходство декора с орнаментальным украшением храмов, строившихся в первой половине 18 века на Украине. Возможно, храм действительно строили малороссы, но Петропавловский собор не является простой механической копией какого-то стиля, многое в его облике уникально, и является плодом внестилевых пристрастий.

Собором восхищались все гости Казани. Здесь бывали все Российские императоры и императрицы, начиная с Екатерины II, государственные общественные деятели, писатели, в том числе, А.С.Пушкин. Описание собора содержится в сочинениях Александра Гумбольдта и Александра Дюма. В казанский период своей жизни в соборе за богослужением нередко пел Федор Иванович Шаляпин. Между тем, собор был обычным приходским храмом. Построен он на месте находившейся здесь древней Петропавловской церкви, первое упоминание о которой относится к 1565 году. Прихожанином этого храма был крупнейший казанский купец Иван Афанасьевич Михляев, дом которого находился рядом с храмом. Он и сейчас, несмотря на то, что был сильно перестроен, сохранился и стоит во дворе собора.

Среди главных святынь Петропавловского собора – чудотворная Седмиозерная икона Божией Матери, переданная в собор из церкви Ярославских чудотворцев на Арском кладбище г. Казани, где долгие годы хранилась, будучи спасена исповедником иеросхимонахом Серафимом (Кошуриным), после закрытия в 1928 году Седмиозерной пустыни.

В нижнем храме собора почивают мощи митрополита Казанского Ефрема, венчавшего в 1613 году на царство Михаила Федоровича Романова. Святитель Ефрем с давних пор почитается православными жителями Казани. В настоящее время Епархиальный Отдел по канонизации святых собирает документы и свидетельства о помощи по молитвам митрополита Ефрема для прославления его в лике святых.

В настоящее время Петропавловский собор, имея статус кафедрального храма, безусловно, является одним из центров духовной жизни Казанского края. Здесь регулярно совершаются архиерейские богослужения и проходят епархиальные торжества. Дважды за новейшую историю во время Первосвятительских визитов в Казанскую епархию в 1997 и 2005 годах в соборе совершал богослужения Предстоятель Русской Православной Церкви, приснопоминаемый Патриарх Московский и всея Руси Алексий II.