Первый иконостас собора сооружен по проекту А. Н. Воронихина. Он был деревянным, резным, изготовлением иконостаса занимались резчики А. Леблон и Ф. Кретьен, а скульпторы И. П. Прокофьев, Ф. Ф. Щедрин и И. П. Мартос изготовили для него алебастровые фигуры. Образа написали художники В. К. Шебуев, А. Е. Егоров, А. И. Иванов, Ф. П. Брюлло, С. С. Пекин, О. А. Кипренский. Ныне большинство этих образов хранится в Русском музее.
В декабре 1812 г. фельдмаршал князь М. И. Кутузов передал митрополиту Новгородскому и Санкт-Петербургскому Амвросию несколько больших слитков серебра. Передаваемое серебро М. И. Кутузов сопроводил следующим письмом (приводится фрагмент письма): «Благословите сей дар, приносимый воинами Подателю победы. Храбрые Донские казаки возвращают Богу из храмов Его похищенное сокровище. На меня возложили обязанность доставить Вашему Высокопреосвященству сие серебро, бывшее некогда украшением Святых Ликов, потом доставшееся в добычу нечестивых хищников и, наконец, храбрыми донцами из их когтей исторгнутое. Предводитель Войска Донских казаков, граф М. И. Платонов и вместе с ним все его воины и я желаем, чтобы слитки сие, составляющие весу сорок пудов серебра, были обращены в изображения четырех Евангелистов и служили убранством церкви Казанския Божия Матери в Санкт-Петербурге. Все издержки, нужные на изваяния сих Святых Ликов, принимаем мы на свой счет. Прошу Ваше Высокопреосвященство взять на себя труд приказать найти искусных художников, которые могли бы удовлетворить нашим благочестивым победителям, изваяв их из серебра, усердием их приносимого Божию храму, Лики Святых Евангелистов. По моему мнению, сим ликам было бы весьма прилично стоять близ Царских Дверей, дабы они первые поражали взоры входящего в храм богомольца. На подножии каждого изваяния должна быть вырезана следующая надпись: „Усердное приношение войска Донского“. Служитель и проповедник мира, спешите воздвигнуть памятник брани и мщения в Божием храме, но воздвигая его, скажите с благодарностью к Промыслу: врагов России уже не стало, мщение Божие постигло на земле русской, и путь, ими пройденный, усыпан костями их на устрашение хищного буйства и гордого властолюбия».
Сначала, согласно изложенной в письме просьбе, из серебра действительно собирались изготовить статуи евангелистов и разместить их на пьедесталах подкупольных пилонов. А. Н. Воронихин даже подготовил эскизы статуй, которые понравились Александру I. Изготовить модели Комиссия поручила И. П. Мартосу. В мае 1813 г. модели были готовы, но против них выступил обер-прокурор Священного Синода князь А. Н. Голицын: «Знатоки, любители художества будут, конечно, удивляться искусству Мартоса, но в храм Божий входят всякого рода люди. Статься может, что не имеющий понятия об изяществе художеств, соблазнятся, видя Евангелистов только обнаженными и в положении столь принужденном» (из письма графу К. Г. Разумовскому).
В результате вопрос об изготовлении из переданного князем М. И. Кутузовым серебра фигур евангелистов отложили и только в марте 1834 г. серебро решили пустить на изготовление иконостаса. В тот же год П. Тернер отлил из серебра новые Царские врата главного иконостаса, несколько изменив их форму. А в 1836 г. мастером Ж. Гереном по проекту архитектора К. А. Тона вместо старого деревянного иконостаса сделали новый, больший по размеру иконостас из чеканного серебра. Художники Ф. П. Брюлло и В. К. Сазонов написали для иконостаса дополнительные образа.
Всего на иконостасы ушло около 100 пудов (1600 кг) драгоценного металла. Из них 40 пудов составляло именно то серебро, что пожертвовано храму от имени донских казаков атаманом графом М. И. Платовым – это серебряная утварь, награбленная французами в московских церквях и отбитая казаками у отступавших из России войск Наполеона.
Под иконами местного чина выполнена надпись: «Усердное приношение Донского Войска», а спустя 40 лет серебром облицевали и иконостасы в боковых приделах, которые также изменили.
Из серебра также изготовили балюстраду солеи. Над Царскими вратами сделали серебряное полукружие с крестом, закрывшее висевшее в алтаре полотно «Тайная вечеря». Внутри полукружия, как и на северном фронтоне собора, были сделаны лучи «Сияния» и выложено из драгоценных камней слово «Бог». Иконостас украсили также четыре колонны из великолепной яшмы с Колыванского месторождения, подаренные собору Кабинетом Его Величества.
Эти колонны, кстати, после того как иконостас в 1930-х гг. уничтожили, исчезли. Уже в наши дни при восстановлении иконостаса вместо яшмовых колонн установили металлические трубы. На них нанесли специальное покрытие, имитирующее натуральный камень, но до натуральной яшмы им, конечно, далеко.
Только в 1990-х гг. обнаружено письмо академика Ферсмана, в котором он просил передать эти четыре колонны в Москву. Их хотели использовать для сооружения портика вокруг бюста И. В. Сталину. Колонны отправили в Москву, и дальнейшие их следы затерялись.
В 2005 г. петербургского профессора-минералога А. Г. Булаха пригласили в Москву на празднование 250-летия со дня основания Московского университета. И вот там, в аванзале перед кабинетом ректора, он увидел четыре старинные яшмовые колонны, образующие портик. Похоже, что это именно те самые колонны иконостаса Казанского собора, но никто этим вопросом до сих пор не занимался.
На царских вратах было шесть икон работы В. И. Боровиковского, изображавших Пресвятую Деву, Архангела Гавриила и четырех Евангелистов. Большая часть других икон иконостаса была написана лучшими российскими живописцами того времени. Кисти О. А. Кипренского принадлежит, например, икона «Богоматерь», а кисти Г. И. Угрюмова – «Архангел Михаил». В. И. Боровиковским написана икона «Благовещенье» и фигуры евангелистов на Царских вратах. Позднее к ним добавились четыре запрестольные иконы в резных золоченых рамах – «Взятие Богоматери на небо» (К. П. Брюллова), «Введение во храм» (П. В. Басина) и «Покров Пресвятой Богородицы» (Ф. А. Бруни). Они написаны в 1834 г. по заказу императора Николая I. Слева от Царских врат в иконостасе была помещена написанная на кипарисовой доске икона «Казанской Божьей Матери».
Чудотворный образ Казанской Божией Матери. Фото 1910-х гг.
Ко дню освящения собора чудотворный образ украсили золотой ризой со вставками драгоценных камней и жемчуга. Вокруг него располагалось еще десять икон, изображавших события чудесного явления образа в Казани.
Особо почитались еще несколько икон Казанского собора, среди них подаренная М. И. Кутузовым икона Ченстоховской Божьей Матери, икона святого Николая Угодника, находившаяся в иконостасе икона Спасителя. В 1906 г. иерусалимский патриарх Дамиан прислал икону Воскресения с частицей Живоносного гроба. Еще одна частица Живоносного гроба находилась в Голгофе, устроенной в соборе в 1891 г.
Под куполом еще при строительстве укрепили символы «Веры, Надежды и Любви», изготовленные бронзовых дел мастером П. Анжи. Мастер Ж. Герен изготовил огромное паникадило на 180 свечей. Уже в 1884 г. для соборной плащаницы изготовили великолепный ковчег, на который ушло 11 пудов серебра. Его сделал ювелир О. Я. Соколов по эскизам архитектора Н. В. Набокова. На следующий год Соколов сделал серебряные накладки для престола, а спустя еще 6 лет он изготовил из чеканного серебра хоругви.
Вообще в Казанском соборе находилось очень много высокохудожественных изделий из золота и серебра, украшенных, нередко, драгоценными камнями. Среди них можно упомянуть золотой потир со вставками из алмазов и рубинов, преподнесенный императрицей Марией Федоровной (супругой Павла I) ко дню освящения храма, священные сосуды, сделанные в Париже по заказу Александра I, граф А. С. Строганов к освящению собора преподнес дарохранительницу из уральских и сибирских самоцветов, украшенную бронзовыми фигурами и иконами, написанными на финифти художником Д. И. Евреиновым. Напрестольное Евангелие украшал драгоценный оклад, изготовленный в 1787 г.