Het huidige kremlin werd gebouwd op de ruïnes van het khan-paleis, dat in 1552 bij de Russische verovering van de stad door Ivan IV verwoest werd. Nog eerder stond er een houten fort, dat in de 12e eeuw vervangen werd door een vesting van steen. Tijdens Mongoolse aanvallen werd het verwoest en tot 1438 lag het in puin. In dat jaar maakte de khan van de Gouden Horde (Küchük Muhammad) het herbouwde kremlin tot zijn residentie.

Een van de belangrijkste gebouwen in het kremlin is de Kathedraal van de Annunciatie met zijn vijf koepels, gebouwd in 1561-62. De Söyembikä-toren, genoemd naar de laatste koningin van Kazan, is een van de meest karakteristieke gebouwen van de stad. Het nieuwste monument in het kremlin is de Qolşärif-moskee, geopend in 2005.

De witte torens en muren die het kremlin omgeven werden oorspronkelijk gebouwd in de 16e en de 17e eeuw, maar zijn grotendeels later herbouwd. Het complex bevat ook de restanten van het Spasski-klooster, waarvan de 16e-eeuwse kathedraal onder het communistische regime werd verwoest. De Spasskaja-toren is echter gespaard gebleven. Het gouverneurshuis uit 1843-53 doet nu dienst als presidentieel paleis.