Идея создания Владимирского собора в честь Святого равноапостольного князя Владимира принадлежит митрополиту Филарету Амфитеатрову. Эту идею официально утвердил Синод и Николай I в 1852 г. Тогда же начался сбор средств, и до 1859 г. было собрано около 100000 рублей. Киево-Печерская Лавра пожертвовала 1000000 кирпичей.
Но для колоссального, с тринадцатью куполами, проекта Владимирского собора архитектора Ивана Штрома этого было мало. Поэтому епархиальный архитектор Павел Спарро значительно уменьшил проект, оставив только семь куполов, но от руководства строительством отказался, сославшись на большую занятость.
Работы были поручены Александру Беретти, который внес в проект Владимирского собора противоположные коррективы — оставив очертания храма практически без изменений, увеличил его размеры в полтора раза. Именно по этому проекту собор был заложен в день Святого Владимира 15 июля 1862 г.
Через четыре года, когда строительство Владимирского собора было почти завершено, стены Владимирского собора внезапно начали трещать под собственным весом. Пока искали виноватых и рассматривали различные проекты спасения Владимирского собора, прошло еще десять лет.
В 1875 г. Александр II, находясь в Киеве, обратил внимание на этот «долгострой» и распорядился немедленно с ним покончить. Уже на следующий год Рудольф Бернгард разработал окончательный проект Владимирского собора, за воплощение которого взялся архитектор Владимир Николаев. Ему удалось ликвидировать аварийную ситуацию и в 1882 г. завершить строительство Владимирского собора (которое, таким образом, длилось 20 лет).
Интерьер Владимирского собора в стиле древнерусских храмов проектировал вначале тот же Владимир Николаев, но этой работой заинтересовался Адриан Прахов, который, использовав свои правительственные связи, добился в 1885 г., чтобы оформление собора велось по его проекту и под его руководством. К работе были привлечены Виктор Васнецов, Михаил Нестеров, Павел Сведомский, Вильгельм Котарбинский, Михаил Врубель, ученики школы Мурашко. Роспись (преимущественно на древнерусскую тематику) была завершена в 1896 г.
Торжественное освящение Владимирского собора состоялось 20 августа 1896 года в присутствии императора Николая II и императрицы Александры Федоровны.
Владимирский собор представляет собой традиционный для русского зодчества шестистолпный храм с тремя апсидами, увенчанный семью куполами. Длина Владимирского собора составляет 55 метров, ширина — 30 м., а высота вместе с крестом — 49 метров.
Фасад здания украшают мозаики работы художника А. Н. Фролова. На массивных бронзовых дверях главного портала Владимирского собора можно видеть литые бронзовые рельефы с изображениями княгини Ольги и князя Святого Владимира.
Владимирский собор в Киеве — это блестящий образец синтеза искусства и архитектуры. Славу памятника выдающегося культурного значения Владимирский собор получил в основном благодаря своим уникальным росписям. Собор расписывала группа выдающихся художников: В. М. Васнецов, М. А. Врубель, М. В. Нестеров, П. А. Сведомский и В. А. Котарбиньский под общим наблюдением профессора А. В. Прахова. Прахов является и автором проектов ряда деталей интерьера, в частности — бронзовых входных дверей.
В украшении интерьера Владимирского собора мозаиками принимали участие и мастера из Венеции. Общая тема живописи Владимирского собора — «Дело спасения нашего». Об этом повествуют как масштабные композиции на евангельские темы, так и символично изложенная история русской церкви: ее символизируют тридцать фигур русских святых: мучеников, святителей, князей, святых жен — вся история русского православия, все порывы духа, ищущего подвига и правды...
Главная роль в создании храмовой росписи Владимирского собора принадлежит В. М. Васнецову. Он исполнил 15 композиций и 30 отдельных фигур. Васнецов расписывал главный неф Владимирского собора, в котором, кроме евангельских сюжетов, большое место занимают масштабные исторические композиции: «Крещение князя Владимира» и «Крещение киевлян», а также портреты канонизированных русских князей: Александра Невского, Андрея Боголюбского, княгини Ольги. Кисти Васнецова принадлежит центральная композиция в алтаре храма — Богоматерь с Младенцем.
Для того, кто впервые входит во Владимирский собор, самым сильным впечатлением становится образ Богоматери. В мерцающем золотом полусвете, на легких облаках, холодно и нежно освещенных зарей, Богоматерь легко и неторопливо идет навстречу зрителям: Царица Небесная несет грешному миру своего Сына... Традиционный образ Богоматери получил под кистью Васнецова необыкновенно оригинальную и своеобразную трактовку. Этот образ называли «Васнецовской Богоматерью». Ее большие, полные печали и любви карие глаза ласково смотрят на зрителя. Необыкновенно прекрасно ее бледное, озаренное внутренним светом лицо. Образ Богоматери наполнен любовью и человеческой красотой. Первоначально эскизы росписи Владимирского собора готовил М. А. Врубель, но они не были приняты в качестве окончательного варианта. Кисти Врубеля принадлежат росписи правого нефа собора. Авторству М. В. Нестерова принадлежат 4 иконостаса боковых нефов, композиции «Рождество», «Воскресение» и «Богоявление», а также ряд икон главного храма и приделов. Среди них особенно выделяются иконы святых благоверных князей Бориса и Глеба и святой княгини Ольги. Написанный на фоне характерного «нестеровского» пейзажа, образ князя Глеба исполнен печальной поэзии — как будто предчувствие близкой смерти от руки убийцы ложится отсветом на одухотворенное лицо молодого князя...
Сведомский и Котарбиньский вдвоем выполнили 18 композиций и 84 отдельных фигуры росписи Владимирского собора. Среди них выделяются полные драматизма и трагического пафоса, отличающимся необыкновенным реализмом композиции «Тайная вечеря», «Христос перед Пилатом», «Распятие», яркие образы древнерусских князей Андрея Боголюбского и Игоря Святославича, героя «Слова о полку Игореве».
Иконостас Владимирского собора был сделан из дымчато-серого каррарского мрамора. Разноцветные мраморы из Италии, Франции, Бельгии, России и Испании украшают интерьер Владимирского собора. Из мрамора выполнен и мозаичный пол Владимирского собора.
Богатую серебряную утварь для Владимирского собора делала известная ювелирная фирма Хлебникова.
После прихода советской власти, в 1929 году Владимирский собор «отдал на индустриализацию» все свои колокола (1100 пудов).
В 1941 году немецкие саперы вытащили из подвалов здания десятки килограммов тротила и разминировали грандиозное сооружение, сохранив его.
