Die erste Erwähnung der Wladimirer Kirche stammt aus dem Jahr 1713. Der Tempel befindet sich an der Dreifaltigkeitsstraße, heute bekannt als Jaroslawler Chaussee, im Dorf Bolschije Mytischtschi. Dieses Ziegelgebäude im Stil "Achtkant auf Viereck" mit einem dreiteiligen Altarraum und einer Traufe gehört zu den Denkmälern des Moskauer Barock.

In den Jahren 1817 und 1819 wurde die Kirche umfassend renoviert. Dabei wurden aufgrund von Verfall der Glockenturm und der Vorraum der Traufe abgerissen, an deren Stelle eine steinerne Traufe und ein neuer runder Glockenturm mit sieben Glocken gebaut wurden. Dieser Glockenturm wurde das höchste Bauwerk in der Umgebung.

Neben der Kirche befand sich ein Friedhof, auf dem die Amme des Kaisers Alexander II., Jewdokija Gawrilowna Karzewa (1794, 1845), beigesetzt wurde. Der Friedhof hat jedoch bis heute nicht überlebt.

Nach dem Bau der ersten Moskauer Wasserleitung im Jahr 1804 fand jährlich am 1. August (nach altem Stil) ein Kreuzgang von der Kirche der Wladimirer Ikone der Gottesmutter zum Heiligen (Donner-)Brunnen statt, von wo die Wasserleitung begann. An der Kapelle, die nicht erhalten geblieben ist, wurde ein Wasserweihe-Gebet abgehalten.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts gehörte die Kirche zum sechsten Dekanat des Moskauer Kreises. Im Jahr 1912 wurde an der Kirche eine kirchliche Schule eröffnet, in der Unterricht für Kinder sowie missionarische Gespräche und Versammlungen der Abstinenzgesellschaft stattfanden.

In der Sowjetzeit wurde die Kirche in eine Fabrik umgebaut und später in ein Lager. Im Jahr 1942 wurde der berühmte Glockenturm abgerissen, da er als Orientierungspunkt für die deutsche Luftwaffe diente.

Erst 1991 fand in der Kirche der erste Gottesdienst nach einer langen Pause statt. Im Jahr 2000 wurde der Glockenturm nach erhaltenen Zeichnungen wiederhergestellt.

Heute, wie vor mehreren Jahrhunderten, empfängt die Kirche der Wladimirer Ikone der Gottesmutter diejenigen, die auf der Jaroslawler Chaussee nach Moskau fahren, und verabschiedet diejenigen, die aus Moskau in die nördlichen Regionen Russlands aufbrechen.