В 1888 году, в честь 900-летия Крещения Руси, епископ Саратовский и Царицынский Павел (Вильчинский) заложил новую трёхпрестольную церковь на Полтавской площади. Храм строился на пожертвования жителей Саратова всех сословий, а проект в неорусском стиле разработал главный губернский архитектор А. М. Салько. 13 ноября 1894 года в строящемся храме освятили левый придел во имя Иоанна Златоуста. 21 января 1896 года епископ Николай (Налимов) провёл Великое освящение храма во имя святого князя Владимира, а 6 октября того же года освятили правый придел во имя преподобного Алексия, человека Божия. В 1897 году церковь получила собственный приход и был учреждён причт из священника и псаломщика. При храме находился двухэтажный кирпичный дом, где на первом этаже располагалась приходская школа, а на втором, квартира настоятеля. К 1917 году приход насчитывал 330 дворов, 684 мужчины и 736 женщин.

В начале 1930-х годов храм был полностью разрушен. Сквер на Полтавской площади был благоустроен и в 1936 году стал называться Детским парком. На месте церкви построили небольшой стадион. Из всего храмового комплекса сохранился только церковный дом, который теперь занимает Центр детского и юношеского творчества. В 1990-е годы в сквере на улице 50 лет Октября установили макет храма. В Сердобске сохранился Михайло-Архангельский собор, построенный по тому же проекту, что и Владимирская церковь.

В начале 2000-х годов Саратовская епархия и городская администрация договорились о строительстве нового храма в юго-восточной части Детского парка. Община Княже-Владимирской церкви была зарегистрирована 10 июня 2005 года. 23 октября епископ Лонгин провёл Чин закладки нового храма, а 12 ноября того же года в парке освятили временное помещение для богослужений. Строительство длилось четыре года, и 14 апреля 2010 года состоялось Великое освящение нового храма. Новое здание не является копией исторического, в нём один престол во имя святого князя Владимира. В церкви хранятся старинный образ Владимирской иконы Божией Матери XIX века и образ преподобного Серафима Саровского, написанный в 1909 году.