La cathédrale de Vladimir à Kronstadt, l'un des plus beaux temples de la ville, a été fondée en 1875 à l'emplacement de précédentes églises en bois, qui avaient été construites ici trois fois. La nécessité d'ériger un grand temple en pierre est née du désir de nombreux marins de Kronstadt de participer aux services religieux. À l'époque, le garnison comptait 4500 personnes, ce qui compliquait la tâche. Le gouverneur militaire de Kronstadt, le vice-amiral Kazakevitch, a fait une demande pour la construction d'une cathédrale en pierre et a obtenu l'autorisation de l'Empereur Alexandre II le 2 janvier 1873.

Pour la nouvelle église, le bureau d'ingénierie a acquis un terrain auprès du marchand Ilyine pour 7050 roubles en argent, situé à proximité de l'ancienne église en bois. La construction, sous la direction de l'académicien d'architecture Christian Ivanovitch Greifan, a commencé en 1875, et la pose de la première pierre a eu lieu le 8 mai de la même année. Le projet de la nouvelle cathédrale a été conçu par le célèbre architecte russe David Ivanovitch Grimm, l'un des créateurs du « style russe » en architecture. Ainsi, la construction de la cathédrale de Vladimir a été réalisée à un niveau élevé.

L'église a été achevée en 1879, et le 7 mars 1880, elle a été solennellement consacrée par le prêtre en chef de l'armée et de la marine, Pierre Pokrovski. La finition intérieure et extérieure du temple n'a été achevée qu'en 1882. La construction a été financée par l'État, le montant total s'élevant à 201687 roubles. En 1903, l'église a reçu le statut de cathédrale.

Les façades du temple sont décorées dans le style de l'architecture russe du XVIIe siècle, et la disposition intérieure rappelle les basiliques des églises chrétiennes primitives, semblable à l'église de Sant'Apollinare Nuovo à Ravenne. Le plafond est réalisé avec des caissons pour imiter le style romain.

La hauteur du clocher est de 50 mètres, et le temple peut accueillir 3000 personnes. La peinture du temple a été réalisée d'après les esquisses d'Yefim Godoun, et il abritait des bannières de différentes unités militaires.

La principale relique de la cathédrale était une copie de l'icône de la Mère de Dieu de Vladimir, peinte le 9 juillet 1703 sur ordre de Pierre le Grand spécialement pour Kronstadt. L'image a été réalisée à l'huile sur métal et ornée de cuivre doré. En 1735, un retable en bronze et une chape en argent doré avec une couronne et des pierres précieuses ont été créés pour l'icône. Sur l'icône, il y avait l'inscription : « Cette image a été peinte le 29 mai de l'année ZCI, le cadre a été fait le 20 février 1735 ». L'image se trouvait à droite des Portes Royales. En 1931, l'icône a été saisie, son sort ultérieur est inconnu, elle a probablement été détruite.

Le 6 novembre 1888, le bas-côté en l'honneur de l'icône de la Mère de Dieu « Apaise mes chagrins » a été consacré, et le 22 novembre 1908, la consécration du bas-côté droit du temple supérieur en l'honneur du bienheureux Nicolas Kochanov a eu lieu, présidée par l'évêque de Gdov, Kirill. Le dernier bas-côté de la cathédrale, dédié à l'icône de la Mère de Dieu de Kazan, a été consacré en 1919.

La dernière consécration a eu lieu après l'arrivée des bolcheviks au pouvoir. Sous le nouveau régime, la cathédrale de Vladimir a souffert, comme de nombreux autres temples. Le 16 février 1931, elle a été fermée et réaménagée en entrepôt. Dans les années 1950, le bâtiment a été explosé trois fois, mais les travaux ont été interrompus en raison de fissures dans les maisons voisines. À la suite des explosions, l'autel, le porche et le clocher ont été détruits, mais le bâtiment de la cathédrale dans son ensemble a été conservé. Il est resté inoccupé, mais des projets ont été envisagés pour y installer une piscine ou des écuries.

En 1990, la cathédrale a été restituée à l'Église orthodoxe russe. Des travaux de conservation ont été réalisés, et des services ont eu lieu dans une église temporaire de Tous les Saints. Ce n'est qu'en 1999 que les services ont commencé dans le bas-temple de l'icône de la Mère de Dieu « Apaise mes chagrins ».

En 2000-2001, la maçonnerie a été démontée, le nettoyage et le plâtrage des façades ont été effectués, et les dômes en acier galvanisé ont été restaurés. Par la suite, les ornements sur le plafond et les murs du temple ont été recréés, et sept compositions figuratives ont été restaurées. Ainsi, de nos jours, la cathédrale a été pratiquement entièrement restaurée dans son apparence d'origine, à l'exception de certains détails perdus avec le temps.