До революции в Новосибирске (тогда Новониколаевске) имелась активная католическая община, которая была зарегистрирована с 4 тысячами ее членов. В начале XX века католическая церковь Новониколаевска была представлена молитвенным домом, возведенным в 1902 году на добровольные пожертвования прихожан. Фундамент под новое каменное здание был заложен в 1905 году, а еще через пять лет здесь был учрежден самостоятельный приход. Церковь была освящена в честь св. Казимира; в ее помещении находилась также школа и правление благотворительного общества.
К зданию собора примыкает приходской дом, в котором расположены также библиотека и помещения для катехизации. Раньше здесь находилась курия и типография сибирской католической газеты. По периметру храм окружен крытой галереей, по которой в особые дни проходят праздничные процессии и крестные ходы. На трех углах этой галереи возведены башни, в которых установлены колокола. Они созывают верующих на каждую Святую Мессу, бьют в полдень, когда читается традиционная молитва «Ангел Господень», а также отсчитывают пульс времени: над центральным порталом собора установлены единственные пока в городе часы с боем.
