Минский Свято-Духов кафедральный собор имеет четыре придела, в каждом из которых совершаются богослужения.
Главный придел Святого Духа
Центральный и главный придел храма освящен в 1870 году (переосвящен после восстановления храма в 1942 году) в честь праздника сошествия Святого Духа на Апостолов.
Придел в честь Казанской иконы Божией Матери
Правый предел с южной стороны освящен в 1968 году в честь Казанской иконы Пресвятой Богородицы. Этот предел является памятью о двух минских церквах деревянной и каменной, которые также были освящены в честь Казанской иконы Божией Матери и уничтожены в годы гонений за веру.
Первой была построена деревянная Свято-Казанская церковь на углу улиц Захарьевской и Ново-Московской (ныне улицы Советская и Мясникова). В октябре 1890 года она была освящена Преосвященным Симеоном (Линьковым), епископом Минским и Туровским. Храм был возведен за счет пожертвований служащих недавно вошедших в строй Либаво-Роменской и Московско-Брестской железных дорог. К 1898 году Свято-Казанская, или, как ее еще называли, Привокзальная церковь была расширена, тоже на добровольные пожертвования. Тогда же при церкви учредили братство, главной обязанностью которого было собирать средства на строительство в этом районе нового, более вместительного и прочного храма. После социалистической революции 1917 года в деревянной Свято-Казанской церкви разместился «клуб для глухонемых». Богослужения в этом храме возобновились лишь в начале сентября 1941 года. В первой половине 1945 года эта церковь стала архиерейской (Крестовой). В 1961 году деревянная Свято-Казанская церковь была снесена.
Каменная Свято-Казанская церковь была построена к 1914 году и в октябре того же года Преосвященный Митрофан (Краснопольский), епископ Минский и Туровский (6 июля (23 июня – ст.ст.) 1919 г. принял мученическую смерть от гонителей Церкви и в декабре 2001 года причисленный к лику новомучеников и исповедников земли Русской), совершил чин освящения нового каменного Привокзального храма в честь Казанской иконы Божией Матери. Это был величественный собор, построенный в популярном тогда неовизантийском стиле. Во многих городах Российской Империи появились похожие храмы. Он располагался в центре нынешней площади Мясникова (теперь на этом месте сходятся улицы Советская, Бобруйская и Мясникова.). Собор, кроме главного Казанского, имел еще один престол во имя святителя Алексия, митрополита Московского, всея Руси Чудотворца.
Придел в честь святой великомученицы Варвары
Левый предел с северной стороны освящен в 1953 году во имя великомученицы Варвары, в память одноименного придела бывшего в уничтоженном богоборцами Спасо-Преображенском женском монастыре в городе Минске.
В начале XX века в монастыре было 32 монахини и 62 послушницы. Монастырь занимался подготовкой ко крещению и переходу в православие из ереси и раскола лиц женского пола. В обители их обучали основам веры и бесплатно предоставляли жилье и питание. При монастыре действовал детский приют и школа грамоты, в которой обучалось 12 девочек на монастырском содержании. Богатая библиотека обители постоянно была открыта для всех желающих. В монастырском храме находилась святыня – частица мощей (ручная косточка) великомученицы Варвары. В годы гонений за веру ее удалось спасти, и в настоящее время она хранится в кафедральном соборе. Улица, где находился Спасо-Преображенский монастырь прежде называлась Преображенская (ныне Интернациональная).
При отступлении немецких оккупантов в 1944 году от монастыря практически ничего не осталось. В 1960-х годах руины расчистили и на месте бывшего монастыря построили здания кинотеатра «Победа» и республиканской прокуратуры.
Придел в честь святых равноапостольных Мефодия и Кирилла (крестильный)
Нижний (криптовый) храм освящен во имя равноапостольных Мефодия и Кирилла, учителей Словенских. Вскоре после возвращения здания собора Православной Церкви оно в 1860 году было освящено в честь солунских братьев и именовалось Кирилло-Мефодиевской церковью. В ней для студентов духовной семинарии проводились богослужения. В 1870 году храм переосвятили в честь праздника Сошествия Святого Духа на Апостолов и при нем был образован мужской монастырь. Тогда же в крипте (нижнее помещение) храма освятили престол во имя равноапостольных Кирилла и Мефодия.
Соборный дом
Дореволюционные документы сообщают, что при Свято-Духовом мужском монастыре был еще один придел, зимний, во имя святителя Николая Чудотворца, архиепископа Мир Ликийских. Он располагался в здании, прилегающем к храму. В настоящее время оно является соборным домом по адресу: улица Мефодия и Кирилла, 5. В нем располагаются Воскресная школа, приходская библиотека, офис православного молодежного Братства во имя апостола Иоанна Богослова, офис Издательского отдела Белорусской Православной Церкви и минская резиденция Викария Минской епархии – епископа Борисовского.