Внутреннее пространство собора разделяют на три части (нефа) 56 колонн из красного полированного гранита, каждая высотой 10,7 метра. На спаренные ряды колонн оперты полуциркульные своды.
Южный и северный входы имеют 20-колонные портики, а западный — 12-колонный. Общее же число колонн снаружи здания достигает 136.
Под будущее здание строители вырыли котлован глубиной 8,5 метра, объемом 32 500 кубических метров. Для укрепления болотистого грунта под фундамент было вбито 1800 деревянных свай длиной от 6 до 13 метров.
Все эти цифры говорят о том, что Казанский собор — громадное здание. Сооружение его потребовало больших и сложных работ.
Стены собора, выложенные из кирпича, были облицованы пудожским камнем (по названию деревни Пудость вблизи Гатчины, где были каменоломни). Этот камень привлек внимание зодчего тем, что он легко пилится и колется, а после пребывания на воздухе затвердевает и приобретает необходимую прочность. Чтобы предохранить камень от разрушения во влажном и холодном климате, поверхность его для закрытия неровностей и пор затиралась алебастром.
Для отделки интерьеров были широко использованы мрамор, рижский известняк, гранит, шокшинский камень, бронза, чугун.
Нельзя не отметить пристрастия зодчего к металлу и камню. Это пристрастие, вероятно, результат знакомства с уральскими постройками, особенно во время путешествия вместе с академиком П. С. Палласом.
Наружные колонны Казанского собора имеют базы из чугуна. Чугунные плиты квадратной формы подложены и под наружные колонны Владимиро-Богородской церкви в Новом Усолье (построена в 1757 году). Для уральских строителей использование металла при сооружении промышленных, церковных, жилых зданий — традиционный прием.
Чугунные балки, стропила фабричных зданий появились на Урале в XVIII веке. Металлические тяги между продольными стенами (они играли роль жесткостей) были поставлены в церкви Орла-городка еще в 1735 году.
Металл на Урале очень часто применяли и для плит пола (Ленвенская церковь, что напротив Усолья), оконных ставней (Соликамские соборы). Поразительные по красоте чугунные двери и сейчас украшают Пермский краеведческий музей (бывший архиерейский дом, возведенный в конце XVIII столетия). Купола церквей, шпили колоколен тоже выполнялись нередко из металла.
Воронихин пошел дальше: конструкцию купола собора он создает из ковкого железа. Не считая маленьких по своим размерам куполов церквей, это была первая в России подобная пространственная металлическая конструкция. Отметим и еще одно нововведение: для сборки купола была сделана модель, которая служила образцом.
Смелым решением было и перекрытие боковых проездов горизонтальной перемычкой длиной около восьми метров.
Новшество всегда вызывает возражения, а иногда и непонимание. Даже такой опытный архитектор, как И. Е. Старов, видимо испугавшись необычности конструкций, усомнился в устойчивости здания. Пользуясь правом контролера постройки, он 10 июня 1804 года подал в комиссию по строительству свой знаменитый рапорт, в котором обвинял Воронихина в незнании строительного искусства, и в частности указывал на слабость несущих пилонов купола и перемычек проездов.
Разразился грандиозный скандал. Комиссия, напуганная не менее, чем И. Е. Старов (начатый-то собор ломать придется!), немедленно потребовала объяснений у автора проекта. Воронихин в ответе защищался убедительно. На примере существующих знаменитых построек он доказал право на жизнь подобных конструкций.
Но И. Е. Старов остался неудовлетворенным и потребовал более тщательного расследования дела о «сумнительной прочности строения».
Строительная комиссия пошла ему навстречу и решила выполнить модель проезда в одну треть натуральной величины, а затем испытать ее. В августе 1805 года экспертная группа в составе инженер-генерала П. К. Сухтелена, товарища министра внутренних дел П. А. Строганова, товарища министра юстиции Н. Н. Новосильцева, математиков Н. О. Крафта и Ф. У.-Т. Фусса, а также профессора архитектуры строителя Адмиралтейства А. Д. Захарова одобрила решение, предложенное Воронихиным. Эксперты пришли к выводу, что «прочность укрепления (конструкций. — Авт.)… не может уже подлежать ни малейшему сомнению».
Прав оказался Воронихин, а не Старов. Казанскому собору уже более 150 лет, и за это время не наблюдалось каких-либо признаков неустойчивости здания, даже в годы Великой Отечественной войны, когда бомбежки и обстрелы города давали значительное увеличение динамических воздействий.
Когда говорят о Казанском соборе или работах по его возведению, то часто вспоминают эпитеты большой, громадный, значительный. И в самом деле, это самое крупное сооружение того времени. Сил и энергии одного человека, каким бы он деятельным ни был, конечно, мало, чтобы возвести такое здание.