Проект собора разработал губернский архитектор А.А. Кюи, старший брат композитора Цезаря Кюи.
Для строительства храма был создан особый комитет, куда вошли городской голова И.В. Титов, купец Н.А. Клочков. Городской архитектор А.М. Баранов принимал в работе комитета самое деятельное участие.
Средства на строительство жертвовали Митрофанов монастырь, купец Н.И. Зубов, духовенство епархии и сами горожане, среди которых был пущен «кружечный сбор».
Вчерне строительство собора завершилось в 1909 г., а в следующем году состоялось первое богослужение в храме.
За годы строительства скончались радетели храма городской голова И.В. Титов и купец Н.А. Клочков. После освящения собора один за другим ушли архитекторы А.А. Кюи, А.М. Баранов, епископ Анастасий (Добрадин).
Оставшиеся предреволюционные годы продолжалась внутренняя отделка собора. 27 апреля 1918 г., в Лазареву субботу, архиепископ Тихон IV (Никаноров) освятил Владимирский собор.
Собор имел два придела: св. блгв. кн. Александра Невского, при котором произошло прославление св. Владимира, и свв. Кирилла и Мефодия, создателей славянского алфавита.
Богослужения во Владимирском соборе проходили до 1930 г. В этом году собор был закрыт, а в следующем снесен.
Вознесенская церковь. Свою историю Вознесенской церковь ведет от деревянной церкви Рождества Христова с приделом страстотерпца Георгия, освященной в 1739 г. Тот храм стоял ниже, в остроге, на взгорье к реке. Он погиб в пожаре 1748 г., и вместо него была построена новая деревянная церковь, на другом месте, и освящена во имя Вознесения. В 1754–1757 гг. церковь была перестроена в камне, и освящена в мае 1757 г. В 1770 г. появился придел во имя Ахтырской иконы Божией Матери, а в 1776 г. – во имя вмч. Варвары.
После революции, церковь оставалась действующей до второй половины 1920-х гг. В годы Великой Отечественной войны немцы использовали ее здание в качестве наблюдательного пункта. После войны церковь продолжала разрушаться, в начале 1960-х гг. оставшиеся от нее руины были снесены, на ее месте появились жилые дома.
Богоявленская церковь. Первая деревянная Богоявленская церковь в Пушкарской слободе, где в старину жили пушкари, была освящена в 1647 г., но погибла в пожаре 1703 г. На ее месте построили новую деревянную церковь, и освятили в ноябре 1705 г. С 1733 г. к ней стали пристраивать каменную трапезу с престолом во имя св. Сергия Радонежского, которую освятили 15 марта 1752 г. Между тем, сама деревянная Богоявленская церковь снова сгорела в большом пожаре 1748 г. После это ее выстроили уже в камне и освятили 19 июля 1763 г.
Богоявленская церковь была закрыта в начале 1930-х гг., ее здание передано промышленному комбинату. В настоящее время, храм возвращен Православной Церкви, имеет статус часовни.
Воронежская духовная семинария. Духовная