За столетия собор оброс множеством преданий, которые часто воспринимаются как исторические факты, что придает месту особую мистическую атмосферу. Наиболее известна легенда об ослеплении зодчих Иваном Грозным. Рассказывают, будто царь так восхитился их работой, что приказал лишить мастеров зрения, чтобы они никогда не смогли повторить свой шедевр. Однако архивные записи указывают на то, что Постник Яковлев позже принимал участие в строительстве Казанского кремля, что полностью опровергает это жестокое предание.
Еще один миф касается попыток разрушить собор. По легенде, Наполеон во времена Отечественной войны 1812 года планировал перевезти уникальный храм в Париж, а когда стало ясно, что это невозможно, приказал его взорвать. По одной версии, внезапный ливень погасил фитили, по другой — ворвавшиеся в город казаки успели потушить огонь в пороховых погребах.
Похожая история существует и про советский период, когда храм планировали снести ради удобства проведения парадов, но заступничество реставратора Петра Барановского помогло сохранить памятник.