История собора началась в 1825 г., когда главный командир Черноморского флота и портов адмирал А.С.Грейг просил Высочайшего разрешения установить памятник на развалинах Херсонеса, где совершилось крещение кн. Владимира и откуда началось распространение православной веры на Руси. В 1829 г. был объявлен конкурс на создание памятника. Был утвержден проект архитектора К.А.Тона (1794 — 1881 гг.) — пятикупольный собор в русско-византийском стиле, сочетающем характерные элементы и формы древнерусской архитектуры с элементами и формами византийского зодчества. Первоначально храм во имя св. равноап. кн. Владимира предполагалось возвести на территории Херсонеса, но в 1842 г., по ходатайству адмирала М.П. Лазарева, обеспокоенного недостаточным числом православных храмов в Севастополе, было принято решение о строительстве собора в центре города. Подготовительные работы начались в 1848 г. В 1851 г. умер адмирал М.П. Лазарев, главный командир Черноморского флота, и в память о его заслугах решено было похоронить его в специально сооруженном склепе на месте будущего собора. Закладка собора была произведена 15 июля 1854 г. Предполагалось построить собор за три года. Военные действия в Крыму и Севастополе в 1854 — 1855 гг. прервали строительные работы. До высадки неприятеля в Крыму успели построить подвальный этаж, возвышавшийся над землей на 60—90см. Во время обороны Севастополя в склепе, где покоился прах адмирала М.П. Лазарева, были похоронены его ученики и сподвижники — адмиралы В.А.Корнилов, В.И. Истомин, П.С. Нахимов. Так еще не построенный собор стал усыпальницей адмиралов, памятником обороны Севастополя 1854 — 1855 гг.
   Так как война нанесла большой урон городу, строительство собора было возобновлено только в 1858г. Первоначальный проект был изменен архитектором А.А. Авдеевым (1818 — 1895 гг.) и утвержден в 1862г. Вместо предполагаемого пяти купольного теперь строилось однокупольное сооружение с сохранением прежних размеров и элементов русско-византийского стиля в архитектуре.

Владимирский собор (фото начала ХХ века)

Нижний храм был освящен во имя свт. Николая 5 октября 1881 г., верхний — во имя св. равноап. кн. Владимира в 1888г.    Основание храма — в виде креста. Здание имеет шлемовидный купол и такие же шлемовидные покрытия над апсидами. Над западным входом — пристройка со звонницей, северный и южный фасады — одинаковые, увенчаны треугольными фронтонами, украшены колоннами из крымского диорита, полукружиями арок. С наружной стороны в облицовку стен южного и северного фасадов вмонтированы четыре плиты из черного мрамора с именами адмиралов М.П. Лазарева, В.А.Корнилова, П.С.Нахимова и В.И. Истомина идатами их смерти.

   Высота собора с крестом — 32,5 м; ширина — около 20 м; длина, с папертью и алтарем, — 29 м.
   В облицовку стен верхнего храма были вмонтированы мраморные плиты с именами и фамилиями адмиралов и офицеров Морского ведомства, награж-денных орденом св. Георгия за храбрость. Все работы по мрамору выполнены итальянским скульптором В. Бонани, орнаментовка — итальянским художником Р. Изелло, стены и своды расписаны художником А.Е. Карнеевым (1837—1896гг.).

Захоронение адмиралов М.П.Лазарева, В.А.Корнилова, В.И.Истомина, П.С.Нахимова в нижнем храме было отмечено черным мраморным крестом, на четырех сторонах которого были высечены бронзовые надписи с именами адмиралов идатами их смерти. С 1869 по 1920 гг. вдоль северного и южного фасадов были похоронены еще девять морских офицеров: П.А.Перелешин, П.А.Карпов, М.И.Дефабр, В.П.Шмидт, И.М.Диков —участники обороны Севастополя 1854 — 1855 гг., С.П.Тыртов, Г.П.Чухнин, М.П.Саблин — командующие Черноморским флотом в к. XIX — н. XX вв., И.А.Шестаков — управляющий Морским министерством в 80-е годы XIX в.

Мраморный крест на месте захоронения адмиралов М.П. Лазарева, В.А.Корнилова, В.И. Истомина, П.С.Нахимова

   До 1917 г. Владимирский собор содержался на средства Морского ведомства. В 1932 г. собор был закрыт, в его здании находились мастерские Авиационно-строительного общества, потом склад политуправления Черноморского флота.
   В годы Великой Отечественной войны здание собора сильно пострадало. Решение о восстановлении собора было принято в 1966 г.
   В 1972 г. Владимирский собор стал филиалом Музея героической обороны и освобождения Севастополя, который проводит реставрационные работы в храме.
   19 октября 1991 г. собор был вновь освящен, в нем возобновлено богослужение.