XIX век
Впервые упоминается в 1829 г. На месте нынешнего собора в XIX в. находилась часовня, до 1843 г. принадлежавшая старообрядцам. 29 октября 1843 года жители Выйского завода решили принять единоверческого священника, а часовню достроить до храма, для чего была пристроена колокольня и освящён алтарь. В январе 1847 года храм был освящён во имя Казанской иконы Божией Матери. Казанский храм действовал вплоть до 1871 года, когда он был перенесён на другое место,а вместо него в 1872 году была возведена деревянная церковь, в дальнейшем внутри оштукатуренная, а снаружи покрытая тёсом. Она была освящена 6 ноября 1872 году в честь Казанской иконы Пресвятой Богородицы. В 1897 году к храму были пристроены приделы: правый – во имя святого Николая, освящённый в 1900 году, левый – во имя великомученика Пантелеймона, освящённый только в 1952 году.
XX век
Храм избежал гонений в 1920-1930-е гг. В 1930 году храм был разделён на Казанскую единоверческую и Николаевскую «сергиевскую» церкви, но снова объединённый в 1942 году. В 1940-е гг. он оставался единственным действующим храмом в Нижнем Тагиле. В 1958 г. по ходатайству Преосвященного епископа Свердловского и Курганского Флавиана и решению Священного Синода Казанский храм получил статус собора. В 1996 году по благословению епископа Никона Казанский собор был реорганизован в Подворье Правящего Архиерея, а через два годав 1998 году по его же прошению он был преобразован в Нижнетагильский мужской монастырь в честь Казанской иконы Божией Матери.
