В 1746 году была основана церковь во имя иконы Владимирской Божьей Матери. Это событие было подготовлено специально к празднику святой Пасхи. Сначала, церковь располагалась на углу Николаевской и Колокольной улиц, в доме Е.Екимова. Он был комиссаром главной дворцовой канцелярии. Позднее, на Литейной улице была куплена деревянная церковь во имя Сергия Радонежского. Церковь была реконструирована, а в августе 1748 году было организовано освящение храма.
Церковь, сделанная из камня, была заложена лишь в 1761 году. К сожалению, до сих пор остается неизвестным автор этого проекта. Существуют предположения, что это мог быть П.А. Трезини, итальянский архитектор. В 1783 году строительство церкви было завершено, тогда же её и освятили. Здание церкви было выполнено в стиле барокко, плавно переходящем в классицизм. Увенчана церковь пятью высокими главами. Окончание глав украшено позолоченными лукообразными главками. В храме реализованы две церкви: наверху Владимирская (холодная), а снизу преподобного Иоанна Дамаскина (теплая). Украшен храм образами, работами из школы Рубенса. Главный престол церкви во имя Владимирской иконы Божьей матери до 1868 года был один, и располагался он на верхнем этаже. Позже был создан престол «Всех Скорбящих Радость». Затем был открыт престол во имя святых мучениц Любви, Марии, Надежды и Веры. На сегодняшний день в церкви существует шесть престолов. Самые известные художники во времена Екатерины II и Елизаветы способствовали созданию икон для храма. Примечательно также то, что церковь была построена на средства пожертвований верующих.
Неподалеку от церкви в 80-е годы XVIII века была выстроена двухъярусная колокольня. Проектировщиком был Джакомо Кваренги, итальянский архитектор. Позже, в середине XIX века, были возобновлены работы, и колокольня была достроена до четырех ярусов. В 1853 году территорию церкви окружили красивой каменной оградой, а входом служила железная решетка, с двумя каменными часовнями по углам.
Неподалеку от церкви жил Федор Михайлович Достоевский. Он был частым гостем в этом храме.
Во времена советской власти, в 1932 году, храм закрыли, но в 1990 году церковь Владимирской иконы Божьей Матери опять перешла к православной епархии.
В 2001 году церкви во имя Владимирской иконы Божьей Матери был присвоен статус собора.