В 1888 году, в честь празднования 900-летия Крещения Руси, на территории Свято-Андреевского собора в Ставрополе была построена колокольня с храмом, посвящённым святому равноапостольному князю Владимиру. Этот храм стал крестильным храмом Андреевского собора и сыграл важную роль в духовной жизни города.
В 1930-х годах, в период антирелигиозной кампании, храм был закрыт, иконостас и росписи утрачены, а в его здании разместили архив и книгохранилище. Верхние ярусы колокольни были разрушены.
В 1942 году, во время оккупации Ставрополя германскими и румынскими войсками, храм был вновь открыт для богослужений. Из музея атеизма при Ставропольском краеведческом музее были возвращены иконы и церковная утварь, и богослужения начали проводить русские священники.
В 1963 году Андреевский собор получил статус кафедрального собора. В 2012 году кафедра была перенесена в восстановленный Казанский собор, а за Андреевским собором был закреплён статус архиерейского подворья.
В 1990 году была восстановлена колокольня собора по проекту ставропольского архитектора Виктора Викторовича Аксенова. На территории собора расположено здание Ставропольской духовной семинарии, возрождённой в 1989 году, с храмом святителя Игнатия (Брянчанинова).
Архитектурно храм представляет собой четырёхстолпный однокупольный храм в русско-византийском стиле с богатой декоративной отделкой. Его фасад разделён карнизами на три яруса, украшен полукруглыми окнами с арочными наличниками. Над тамбуром возвышаются вытянутые главки. Восьмигранный барабан храма с большими полукруглыми окнами венчается куполом из штампованных железных пластин, увенчанных вызолоченным крестом на удлинённой луковице.