Строительство церкви Казанской иконы Богоматери было задумано еще первым царем династии Романовых – Михаилом Федоровичем в память избавления от польско-литовской интервенции в 1612 году. Однако храм был построен уже при царствовании Алексея Михайловича и приурочен к рождению сына и наследника – царевича Дмитрия.

Кирпичное двухэтажное здание расположено на высоком подклете, в плане прямоугольное с двумя далеко выступающими с севера и юга лестничными всходами с крыльцами, ведущими во второй ярус здания. Северное крыльцо, соединенное с отдельно расположенной, квадратной в плане, шатровой колокольней – единичный пример в архитектуре XVII века.

Церковь, исполняя функции домового храма, была соединена на уровне галереи второго яруса южного фасада крытым переходом с хоромами царицы нового деревянного дворца Алексея Михайловича. Крытый переход был так описан польскими послами, посетившими Коломенское в 1671 г. – «в начале церковь каменная с притворами по обе стороны в которых окна, полчетверти аршина ширина, мосты войлоками постланы для тепла и мягкого хождения». Длина переходов была около 50 м ширина около 3 м. 

После строительства Казанская церковь была расписана, богато убрана, разнообразными тканями, коврами. Металлический пол центральной части, и лещадный пол приделов для тепла выстилались войлоком. Иконы на стенах оформлялись пеленами, полотенцами, многие иконы хранились в резных киотах.

Художественное значение Казанской церкви, прежде непосредственно входившей в состав государева дворца, с которым она соединялась крытыми переходами, невелико. За то она рисует нам самую типичную, разработанную церковную постройку второй половины XVII в., примеров которой находим довольно большое количество как в Москве, так и в провинции. Здание представляет немного вытянутый куб, поставленный на высоком подклете с откинутыми на юг и север крыльцами. Решение стенной плоскости, сведенное к двум принципиальным приемам, проводится согласно выработавшемуся канону. Четыре, тесно соприкасающихся, окна с каждой стороны, исключая глухой восточной, занимают середину пространства стены, заключенной с углов обычными двойными пилястрами, несущими карниз. Широкий пояс верхней части состоит из трех карнизов один над другим. Выше - линия кокошников, утерявших всякий конструктивный смысл при четырехскатном покрытии, перебиваемых двумя небольшими оконцами. Маленькие худосочные кокошники сверху покрыты еще карнизом так, что оказываются в зажиме. Наличники окон с тяжелыми колонками завершаются также кокошниками. Пятиглавие на тонких шейках есть декоративная надстройка, выражающая храмовую идею и не имеющая решительно никакого практического значения, благодаря глухим главам не освещающим внутренности. С двух сторон - северной и южной примыкают небольшие кубы двух приделов, увенчанные главками, схожими с боковыми главами центрального куба. На подклете из массивных столбов с перекинутыми арками устроена круговая галерея, охватывающая церковь со всех сторон. Она также имеет столбы и арочные соединения, отвечающие подклети.

Живописно раскинувшиеся крыльца с кувшинками, поддерживающими арки и несколькими рундуками сами по себе довольно обычны; но решение северного, в силу принципиального приема, пожалуй, единственно в древнерусском зодчестве. На это крыльцо воздвигнута колокольня, которая оказывается, кроме всего, и на неузаконенной стороне. Взятая в отдельности, колокольня опять-таки походит на хорошо известный и сохранившийся тип. На два простых четверика, из коих верхний прорезается окном в скромной рамке с сандриком, водружен восьмерик с арочными пролетами, подвышенными в центре, увенчанный восьмигранным шатром с маленькой главкой на тонкой шейке; один ряд слухов опоясывает нижнюю часть шатра. Несмотря на сравнительно позднее время, колокольня производит несколько архаичное впечатление своим сдержанным решением.

Внутреннее помещение церкви с двумя круглыми столбами совсем не сохранило древнего облика. Нынешняя роспись, возникшая лет пятнадцать назад, совсем изменила воздействие стен, лишенных первоначально какой бы то ни было живописи.

Пятиярусный иконостас также недавнего происхождения; в нем остались некоторые иконы XVII в., впрочем, записанные.

В северном приделе преп. Аверкия очень простой поздне-ампирный иконостас, белый с золотом и живописными вставками икон, дает представление об общем характере подобного рода памятников.

Следует указать на деревянную скульптуру - Христос в темнице, находившуюся в приделе и перенесенную теперь в главный храм. Не решая вопроса о ее принадлежности к русскому искусству (она свободно может принадлежать, например, польскому мастеру), нужно отметить острую выразительность, свойственную этой раскрашенной скульптуре.

Согласно упоминаниям большинство свиты царя молилось в помещении «Трапезной», самые близкие – в храме перед иконостасом. Царь с царицей восседали на празднично украшенных молитвенных местах-тронах. 

С переносом царского дворца на новое место в 60-е годы XVIII века церковь становится приходским храмом Коломенского.

В советское время в 1941-1942 г. храм был закрыт, затем службы возобновились и более не прекращались.

Освящение нижнего храма в честь иконы Божией Матери "Державная" 27 июля 2012 г.