Храм святого равноапостольного князя Владимира в Астрахани был заложен в 1895 году в честь 900-летия Крещения Руси. Решение о строительстве принято Городской Думой 8 июня 1888 года. Место для храма выбрано на границе русской и татарской слобод с миссионерской целью. Освящение места состоялось 15 июля 1888 года епископом Астраханским Евгением (Шерешиловым).
Проект храма разработан гражданскими инженерами В.А. Косяковым и Н.Э. Икавитцем из Санкт-Петербурга, доработан городским архитектором П.И. Коржинским. Строительство велось на добровольные пожертвования горожан. Закладка фундамента совершена 18 июня 1895 года епископом Митрофаном (Невским). В фундамент заложена памятная доска с описанием обстоятельств строительства.
Храм возведен в неовизантийском стиле, высота составляет 50 метров. Освящение состоялось 15 июля 1902 года епископом Астраханским Георгием (Орловым) в сослужении с протоиереем Иоанном Кронштадтским. В 1902 году отмечалось 300-летие Астраханской епархии.
В 1924 году храм стал кафедральным собором Астраханской епархии. В 1936 году перешел к обновленцам, в 1939 году закрыт советскими властями. В здании размещался склад, с 1967 года - автовокзал. В 1999 году храм возвращен Русской Православной Церкви. В 2002 году состоялось повторное освящение.