В настоящее время Покровский собор является филиалом Государственного исторического музея и входит в Список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО. Первоначально на этом месте стоял белокаменный храм святой Троицы. По приказу Ивана Грозного во время походов на Казань вокруг Троицкого собора стали строить деревянные храмы в честь тех святых, в дни которых одерживались победы над врагом. Некоторые из этих храмов были связаны с царствующей династией или с местными московскими событиями. Впоследствии было решено построить одну каменную церковь, включающую приделы всем этим святым.
Строился новый храм в 1555-1560 годах по приказу Ивана Грозного в честь взятия Казани в 1552 году. Собор строили зодчие Барма и Постник. По легенде, Иван Грозный, увидев величественный храм, приказал ослепить мастеров, чтобы они больше нигде не построили такое чудо. Первоначально Покровский собор венчали 25 глав: 9 основных и 16 маленьких. Его цвет тоже отличался: он был красно-белым с золотыми куполами. Храм был освящен летом 1557 года митрополитом Макарием в присутствии царя.
Есть несколько версий происхождения названия храма. По одной из них, там был погребен юродивый Василий Блаженный, который по легенде собирал деньги на постройку будущего Покровского храма. По другой легенде храм назван Собором Василия Блаженного в честь отца царя - Василия III. Покровским собор называется в связи с тем, что центральный престол посвящен Покрову Богородицы.
Композиция собора носила сакральный смысл: восемь глав, располагаясь вокруг девятого центрального шатра, образуют восьмиугольник. Число 8 в христианской этике обозначает день воскрешения Христа, а также напоминает Вифлиемскую звезду, указавшую волхвам путь к младенцу.
До конца XVI века 46-метровый собор был самой высокой постройкой в Москве (позже по приказу Бориса Годунова в Кремле была построена колокольня Ивана Великого в 81 метр).
В 1737 году Покровский храм сильно пострадал от пожара и был отреставрирован: в него было добавлено еще несколько престолов, количество которых достигло 11. Храм был существенно реконструирован во второй половине XVII века во время правления Екатерины II: были снесены 16 маленьких башен, колокольня была соединена со зданием собора, а сам собор приобрел современную яркую окраску. По легенде Наполеон хотел перенести московское чудо в Париж, но так как это было невозможно осуществить, Наполеон приказал взорвать храм вместе с Кремлем, однако пошел дождь, который не дал уничтожить памятники.
После революции храм был национализирован и закрыт, колокола сняты. В 1936 году всерьез рассматривались планы по уничтожению храма, мешающего прохождению парадов и автомобильному движению по Красной площади. Однако храм удалось отстоять. Там был открыт музей, который действует и по сей день.