Приход апостола и евангелиста Иоанна Богослова в Барнауле был официально зарегистрирован в апреле 1996 года. В мае того же года на месте будущего храма состоялось освящение креста и закладного камня. Первые богослужения проводились во временном помещении, построенном в 1997 году.
Строительство каменного храма началось в 2003 году по благословению епископа Барнаульского и Алтайского. За основу архитектурного решения был взят эскиз московского архитектора-реставратора, выполненный в традициях раннемосковского зодчества. Рабочий проект разрабатывался местными архитекторами с учетом древнерусских строительных канонов.
Храм представляет собой двухэтажное кирпичное сооружение на свайном фундаменте. Архитектурная композиция включает пятиглавое завершение, притворы с трех сторон и три полукруглые апсиды с восточной стороны. Высота сооружения от уровня земли до верха креста составляет 46,5 метров.
Торжественное освящение главного престола состоялось 4 октября 2009 года в рамках празднования 140-летия Барнаульских духовных школ. Нижний храм был освящен в честь равноапостольного князя Владимира, а крестильный придел - в честь преподобного Макария Алтайского.
На территории храмового комплекса площадью 2 гектара впоследствии были построены дополнительные культовые сооружения: храм в честь Вифлеемских младенцев-мучеников (освящен в 2012 году) и деревянная звонница (2016 год). Комплекс включает также благотворительную трапезную, воскресную школу и административные здания.