История прихода восходит к концу XIX века, когда на привокзальной площади станции Должанская была построена деревянная Николаевская церковь. Она просуществовала до середины 1930-х годов и была разрушена в период антирелигиозной кампании. В 1942 году община была возрождена, но в январе 1943 года немецкие власти изъяли здание молитвенного дома для использования под госпиталь. Официальная регистрация общины состоялась в 1944 году. В связи с отсутствием собственного здания, верующие приобрели ветхое строение, ранее принадлежавшее торговцу Теплинскому, и переоборудовали его под молитвенный дом. В 1950-х годах это здание было изъято, и община приобрела другой участок по адресу: Подлесный переулок, 2. На территории участка находились колодец, сарай и небольшой флигель, который был перестроен под молитвенный дом. В 1960-е годы, после закрытия всех храмов в Свердловском районе, Никольский храм на станции Должанская стал единственным действующим храмом в районе.
В 1988 году началось строительство нового храма вокруг старого молитвенного дома. Были возведены новые стены и придел в честь равноапостольного великого князя Владимира. Строительство завершилось в 1998 году. В ноябре 1996 года, во время посещения города Свердловска правящим архиереем Иоанникием, храму был присвоен статус собора. На территории собора также были построены храм в честь великомученицы Варвары, колокольня высотой 30 метров и помещение для богадельни.
В 1996 году по благословению архиепископа Луганского и Старобельского Иоанникия были организованы Свято-Владимирские пастырские курсы, которые в 1997 году были преобразованы в Свято-Владимирское пастырское училище. В том же году при соборе открылась воскресная школа. С июня 2002 года организован выпуск газеты «Слово православное».
