Первый астраханский православный монастырь – Троицкий собор – был основан игуменом Кириллом. Именно его могила в настоящее время и находится в данной часовне. Хотя изначально преподобный Кирилл был захоронен в самом монастыре, позже было решено специально построить часовню и перенести туда тело игумена.
Решение возвести часовню появилось при необычных обстоятельствах. Согласно многим летописям, уже после своей смерти Кирилл сотворил настоящее чудо – спас монастырь от сильного огня. Некоторые очевидцы утверждали, что священнослужитель, восстав из могилы, смог потушить пожар. Звучит необычно, но факт остается фактом – после этого события астраханцы возвели часовню.
С течением времени внешний вид часовенки менялся. Согласно канону, входить в часовню полагалось с запада. Но при постройке была допущена ошибка, и вход сделали со стороны востока. В 1677 году, когда деревянная часовня практически была разрушена временем и погодными условиями, её заменили на каменную. Вход, на этот раз, сделали в нужном месте.
В середине прошлого века часовня ушла под нужды военного гарнизона. Её преобразили, добавив элементы из ампира. Однако уже в 1992 году Кирилловскую часовню вернули под крыло Астраханской церкви.