Казанский мужской монастырь основан в XVII веке старцем Иосифом с южной стороны Тамбовской крепости. Сохранилась челобитная старца Иосифа на имя царя Алексея Михайловича 1666 года, где он пишет: «И в нынешнем, государь, 7174 году (от сотворения мира. — Примеч. авт.), по твоему великого государя указу и по грамоте и по благословению Преосвященнаго Илариона архиепископа Рязанского и Муромского и по моему нищаго твоего богомольца челобитью и обещанью, построили, государь, вновь церковь я нищей на те зборные деньги мирскова подаянья в Тонбове городе за острогом на берегу Цны реки в новой пустыне во имя Пресвятые Богородицы явления иконы Казанския да два предела святаго праведного Алексея человека Божия да святаго великомученика Федора Стратилата. И в нынешнем же, государь, во 7174 году за неделю до Троицына дни освятили в той церкви престол Пресвятые Богородицы явление иконы Казанские. А старцов, государь, в той нашей новой пустыне осталось семь братов стары и увечны» . В 1678 году обители было «отведено земли до 50 саженей и для гумна, амбаров и скотного двора по берегу реки до 400 саженей, в поперечнике в одном конце до 170 саженей, на которой прежде была Покровская слобода» . В первой половине XVIII века монастырь был бедным и во всем терпел нужду. «В нем было две деревянные церкви с тремя престолами и 9 келий-изб, из которых каждая имела по 3 сажени в длину и ширину. Топились кельи по-черному. Всех монахов в Казанском монастыре в 1734 году, вместе с игуменом, было 15 человек. Денежного и хлебного жалования им не давали. Вотчин за тем монастырем не имелось». Несмотря на трудные условия, монастырь продолжал действовать, являясь одним из духовных центров Тамбовской земли.
Назначенный в 1758 году на Тамбовскую кафедру епископ Пахомий (Симанский) (1758—1766 годы), прибыв в пределы епархии, поселился в Казанском мужском монастыре. С этого времени и до 1918 года обитель являлась резиденцией тамбовских архипастырей. Епископ Пахомий построил на территории монастыря двухэтажный деревянный архиерейский дом и два флигеля. Архиерейский дом представлял собой «церковно-административное учреждение, посредством которого архиерей осуществлял свою власть над подведомственным ему духовенством, вершил суд над клириками и населением, принадлежащих архиерейскому дому вотчин» . В доме находились «помещения епархиального архиерея, певчих и свиты» . Епископ Пахомий был ценителем колокольного звона. При нем на средства благотворителей «на Казанской колокольне устроены боевые часы» и отлиты несколько колоколов (вес самого большого составлял 731 пуд). В это же время оштукатурили монастырские здания и их фасады покрасили в разные цвета В обители и близ неё насельники посадили два фруктовых сада, так что она утопала в зелени и выглядела очень красиво в период цветения деревьев. Епископ Пахомий положил начало проведению крестного хода «вокруг Казанского монастыря» на Пасху.