В 1825 году командир Черноморского флота адмирал Грейг добился разрешения на установку памятника на развалинах Херсонеса. Именно здесь происходило крещения князя Владимира и отсюда началось распространение православной веры на Руси. Автором проекта был архитектор К.А.Тона. Собор имел пять куполов, форма древнерусской архитектуры, а также были использованы византийские формы и элементы.
Сначала храм во имя святого равноапостольного князя Владимира планировалось построить на территории Херсонеса, но в 1842 году, по просьбе адмирала М.П. Лазарева, который беспокоился о том, что мало православных храмов в городе, было решено строить храм в центре Севастополя. Строительство началось в 1848 году. В 1851 году умер адмирал М.П. Лазарев, и он был похоронен в специально созданом склепе на месте будущего собора. Крымская война и защита Севастополя прервали строительство храма на несколько лет. Потом в проект храма внесли изменения, автором был архитектор А.А. Авдеев, утвердили новый проект в 1862 году. По новому проекту вместо пяти купольного было однокупольное здание с сохранением первоначальных размеров и элементов русско-византийского стиля в архитектуре. Нижний собор был освящен во имя святого Николая 5 октября 1881 года, верхний — во имя святого равноапостольного князя Владимира в 1888 году. Высота собора вместе с крестом — 32,5 метра; ширина — приблизительно 20 метров; длина, с папертью и алтарем, — 29 метров. Во Владимирском соборе также захоронены и многие участники обороны Севастополя. До 1917 года средства на удержании Владимирского собора брались из Морского ведомства. В 1932 году собор, как и многие другие на Руси, был закрыт и в нем сначала располагалось мастерская Авиационно-строительного общества, а потом склад политуправления ЧФ.
Вторая Мировая война также создала Владимирскому собору большие повреждения. После ремонта, решение о котором было принято в 1966 году, в 1972 году эта достопримечательность перешла во владении Музея героической обороны и освобождения Севастополя. Музеи играл важную роль в туризме Севастополя, здешние экспонаты, которые хранятся в верхней части здания, рассказывают об героической истории города и самой достопримечательности, о захороненных здесь героических адмиралах. 19 сентября 1991 года собор был заново освящен. Здесь находятся редкие и известные иконы Божьей Матери: «Державная» и «Неупиваемая чаша». На внутренних стенах храма свинцовыми буквами на мраморных плитах написаны фамилии тридцати трех героев первой обороны, удостоенных ордена Святого Георгия.
Поскольку эта достопримечательность находится в центре Севастополя, то ее могут посетить все гости города. Рядом расположены бары и рестораны, супермаркеты и магазины, где турист может приобрести как продукты питания, так и арендовать велосипед. Летом в Севастополе много туристов, дороги переполнены, а перемещаться на велосипеде от одной к другой достопримечательности будет удобнее всего.