В июле 1910 года в Казанском Богородицком монастыре побывала Великая княгиня Елизавета Фёдоровна, основательница московской Марфо-Мариинской обители милосердия. Гостья помолилась в величественном соборе, возведённом над местом обретения Казанской иконы Божией Матери. И пожелала побывать в той самой точке, где девочка Матрона нашла в 1579 году чудотворный образ. Великая княгиня спустилась в подвальное помещение храма и огорчилась, что оно пребывает в бесславии. Елизавета Федоровна предложила обустроить на цокольном этаже собора маленькую церковь и взяла все работы под своё покровительство.
По заказу Великой княгини академик архитектуры Алексей Щусев выполнил проект будущей церкви. В феврале 1911 года в Казань доставили макет храма, а в июле состоялись торжества, посвященные его основанию. В подземелье возвели кирпичную стену для иконостаса, установили устройства для притока свежего воздуха и начали отделочные работы. Спустя два года на пасхальной неделе высокая покровительница приехала в Казань, чтобы участвовать в освящении церкви.
Подземный храм собора был посвящён празднику Рождества Богородицы. В народе церковь получила название «Казанские пещеры». Здесь под богато убранной сенью установили чудотворный образ Божией Матери. Перед иконой висела лампада, украшенная жемчугом и драгоценными камнями — подарок Елизаветы Федоровны.
После революции в октябре 1917 года монастырь был упразднён. Казанский собор несколько лет действовал как приходской. Но в 1932 году его снесли вместе с Казанскими пещерами.
4 ноября 2015 года, в День празднования Казанской иконы Божией Матери, православные получили бесценный подарок от президента Татарстана. Рустам Минниханов подписал указ о воссоздании собора на месте обретения чудотворного образа. В апреле 2016 года там, где стоял монастырский Казанский храм, начались археологические изыскания. В ходе раскопок ученые обнаружили фундамент собора и остатки подземной церкви, которую с любовью создавала великая княгиня Елизавета Федоровна.
Реставраторы с радостью убедились, что храм Рождества Богородицы неплохо сохранился. Пещерную церковь удалось воссоздать практически такой, какой ее знали и любили в начале двадцатого века. 25 февраля 2020 года состоялось освящение подземного храма. Митрополит Казанский Феофан отслужил в нём Божественную литургию — первую после многих лет запустения.
