Царь лично утвердил проект собора на территории Херсонесского монастыря. До этого в монастыре была только небольшая церковь в память святой княгини Ольги, бабки св. князя Владимира. Во время первой обороны Севастополя монастырь заняли французы. Церковь они превратили в огневую позицию и обстреливали отсюда русские войска, находившиеся за Карантинной бухтой. К концу обороны монастырь и церковь лежали в руинах. После Крымской войны Херсонесский монастырь был восстановлен, император Александр II повелел ежегодно 28 июля, в день памяти св. князя Владимира совершать крестный ход из Севастополя в Херсонес и дал разрешение на строительство соборного храма. Собор должен был воплотить в себе память о величайшем событии - Крещении Руси, стать символом духовной преемственности между Византией и Россией. Это символ перехода восточно-славянского мира от язычества к христианству. Автор проекта, академик архитектуры Д. И. Гримм (это первое выдающееся сооружение спроектированное им). Храм принес архитектору звание профессора и право преподавания в академии. Высота храма вместе с крестом превышала 34 метра. Стены его даже на уровне второго этажа достигали метровой толщины. Внутреннее убранство поражало своим великолепием - колонны из ценных сортов мрамора, мозаичные полы. Расписывали храм известные в то время художники - академик живописи А.И. Корзухин, принимавший участие в оформлении храма Христа Спасителя в Москве, профессор Т. Нефф, Н. Майков, И. Малышев. Работами руководил А. Чагин, автор проекта Форосской церкви. Средства на постройку Свято-Владимирского собора собирали по подписке всей Россией. Когда срок подписки закончился, народ потребовал продлить ее. Тем не менее из-за недостатка средств сооружение его затянулось на три десятилетия. На земле Херсонеса соединились судьбы святителя Климента Римского, равноапостольных Кирилла и Мефодия, давших славянским народам азбуку и грамматику, и святого Владимира-крестителя. После своего Крещения князь Владимир увез в Киев мощи святителя Климента. Прошло около девяти веков, и теперь уже в Херсонес повезли святые мощи князя Владимира. Частица их, хранившаяся в Малой церкви Зимнего дворца, была передана монастырю. Это закономерно, ведь сам собор был выстроен на месте, где принял Святое Крещение киевский князь. Поэтому Свято-Владимирский Херсонесский собор- всеправославная святыня, храм-памятник, увековечивающий принятие христианства князем Владимиром. В 1924 г. Херсонесский монастырь закрыли, а Владимирский собор передали музею. Во время Великой Отечественной войны храм получил серьезные повреждения, стены дали трещины, почти полностью было уничтожено внутреннее убранство. В таком виде собор находился до совсем недавнего времени. Много трудов и сил пришлось положить правящему архиерею, Владыке Лазарю, чтобы добиться восстановления этой великой святыни. Вопросы его восстановления решались на самом высоком государственном уровне. В 1992 г. здесь были возобновлены богослужения. Начало реставрации собора положила семья Президента Украины в 1998 году, когда Людмила Николаевна Кучма заложила памятную капсулу с обращением, подписанным главой государства. Под патронатом Л.Д. Кучмы начались реставрационные работы. В 2002 году в соборе впервые за последние 77 лет была совершена пасхальная служба, отслуженная Митрополитом Симферопольским и Крымским Лазарем, на которой присутствовали Президент Украины Л. Д. Кучма и руководство Автономной Республики Крым. 3 апреля 2004 года Предстоятель Украинской Православной Церкви Блаженнейший Митрополит Киевский и всея Украины Владимир в присутствии Президента Украины Л. Д. Кучмы совершил чин освящения восстановленного Свято-Владимирского собора Херсонеса.