8 июня 1888 года Городская Дума под председательством городского головы В.М. Лазаревского приняла решение о строительстве храма-памятника в честь 1000-летия крещения Руси в 6-м участке города Астрахани, где в то время проживало около 11000 православных жителей и был только один небольшой Иоанно-Златоустовский храм. Была составлена особая строительная комиссия, состоящая из гласных Городской Думы, которая избрала место для строительства храма на берегу Затона. Этим местом стал обширный пустырь, расположенный в самом центре 6-го участка, построенный на котором храм должен был быть виден всем его жителям. Ещё одно обстоятельство способствовало выбору места. Храм возводился на самой границе русской и татарской слобод. Татарская слобода Царев, начинавшаяся от этого пустыря и тянувшаяся вдоль берега Затона до самой речки Царев, представляла из себя обширный сплошной массив мусульман, где имелось около десятка мечетей. В целях миссионерских, для приобщения татар-мусульман к православию или хотя бы для ознакомления их с православным богослужением, невольными зрителями которого они становились часто в дни торжественных празднеств, когда совершались крестные ходы или водосвятные молебны вне храма, решено было устроить эту церковь.

Знаменательным было то, что храм строился в честь князя Владимира, обратившего Русь из тьмы язычества в веру Христову, тем самым подразумевалось, что этот святой призывался на помощь православным астраханским миссионерам в их нелёгком деле обращения иноверцев в православие.

15 июля 1888 года, в день празднования памяти святого равноапостольного князя Владимира и день, когда по решению Святейшего Синода отмечалось торжественное событие 900-летия Крещёния Руси, в Астрахани из всех церквей был совершён крестный ход на избранное для строительства нового храма место. Здесь Астраханским епископом Евгением (Шерешиловым) было совершено молебствие с водосвятием и освящёнием места.

Был организован конкурс для выбора лучшего проекта храма. На конкурс было представлено девять проектов, из которых строительной комиссией было отобрано три, наиболее соответствующих как в техническом, так и в художественном отношении тем параметрам, которые были определены Городской Думой. 10 сентября 1890 года на окончательном своём заседании комиссия признала наиболее достойным проект, проходивший под девизом «Равноапостольному», который был составлен гражданскими инженерами В.А. Косяковым и Н.Э. Икавитц, из Санкт-Петербурга.

Но работы по строительству храма начались только в 1895 году. Целый ряд обстоятельств были помехой в этом деле. Несмотря на то, что сбор пожертвований на строительство храма был разрешён астраханским губернатором князем Вяземским ещё 13 декабря 1888 года, деньги поступали очень медленно и их не хватало, чтобы начать работы. 1891 год был неурожайным для российской экономики, а в 1892 году в Астрахани свирепствовала эпидемия холеры, и поэтому в эти годы ни о каком строительстве не могло быть и речи. Только 1893 год принёс некоторое облегчение. 31 мая 1893 года на заседании комиссии было решено немедленно начать подготовительные земляные работы, а к осени произвести закупку материалов и приступить к закладке храма. Но опять осуществлению этого намерения помешали ряд обстоятельств.

Постоянные задержки с началом строительства вызвали в среде астраханского купечества обеспокоенность. Некоторые из них обратились к астраханскому губернатору генерал-лейтенанту Н.Н. Тевяшёву с ходатайством о содействии к скорейшему осуществлению общего желания возвести храм. К своему ходатайству они присоединили крупные пожертвования. Независимо от этого ходатаи заявили, что лишь только будет положено начало постройки, население придёт ему на помощь материальными пожертвованиями. По их мнению, такие предприятия, как постройка храма в нашей Православной России, осуществлялись всегда без затруднений, и если в крестьянской среде из «лепты трудовой вырастают храмы Божии», то в Астрахани, городе с богатым торговым и промышленным населением, такое святое дело вызовет самое горячее участие.

5 марта 1895 года было положено начало сооружению храма, по случаю чего ректором семинарии отцом Константином Ястребовым, в сослужении городского духовенства, был отслужен молебен. Место под храм было значительно возвышенно, укреплено дубовыми сваями, и через четыре месяца началась закладка фундамента. 18 июня астраханским епископом Митрофаном (Невским) был отслужен молебен по случаю закладки фундамента. В фундамент была заложена памятная доска с описанием обстоятельств, приведших к сооружению этого храма.

С этого времени строительство шло без остановки. Поток пожертвований со стороны астраханцев лился не переставая. Сооружение храма стало поистине общегородским, общенародным делом. Как сказал епископ Митрофан в своей речи при закладке храма, «предположенный храм создаётся от лица всего здешнего общества, но не на обязательные общественные сборы, а на добровольные пожертвования. Никаких определённых средств на оный нет и не будет». По сути своей, почти каждый православный астраханец внёс свою лепту в благое дело. Храм строился и на копейки бедноты, и на тысячи купечества. Но все они вносили равнозначный вклад в созидание храма-памятника.

Все работы производились под надзором городского архитектора Коржинского и продожались около семи лет. К 1902 году старанием членов строительной< комиссии все основные работы по строительству храма в честь Святого Равноапостольного князя Владимира были завершены. 1902 год был годом, когда отмечался 300-летний юбилей основания Астраханской епархии, и поэтому все члены строительной комиссии желали приурочить торжества освящёния храма именно к этой дате. Специально для участия в этих торжествах членами комиссии купцами Г.С. Куликовым и С.Р. Носковым был приглашён в Астрахань отец Иоанн Кронштадтский, горячо любимый и почитаемый всеми верующими астраханцами.

15 июля 1902 года состоялось освящёние храма. Хотя число это приходилось на понедельник, но день этот был праздничным для астраханцев. Задолго до начала богослужения целые вереницы народа потянулись по улицам к храму Святого Владимира. Извозчики и трамваи беспрерывно подвозили массы людей, обширная площадь, на которой был воздвигнут храм, сплошь была занята многотысячной толпой. Это было целое море голов, шляп, зонтиков. Вокруг храма в ограде, на валах по Затону, на окрестных улицах, на заборах, на крышах – всюду был народ, собравшийся на празднике освящёния храма. И вся эта масса народа, несмотря на июльский зной, выстояла под палящими лучами солнца до конца богослужения.

Чин освящёния храма и первую литургию в нём совершал епископ Астраханский Георгий (Орлов), в сослужении о. Иоанна Сергиева (Кронштадтского) и городских протоиереев о. Николая Летницкого, Петра Ильинского, о.Дмитрия Ласточкина, о. Всеволода Виноградова и о. Василия Карасёва.

По окончании литургии о. Иоанн Кронштадтский обратился к народу с поучением, где, между прочим, сказал: «Приветствую вас, дорогие братья и сёстры во Христе, с освящёнием нового храма в Богохранимом граде вашем. Храма благолепного и просторного. Прекрасен этот вновь созданный усердием православных граждан храм Божий в честь Равноапостольного князя Владимира. Да возвещает он своим благолепием и нынешним, и будущим родам граждан астраханских о благочестии их предков, и да послужит для них уроком благочестия христианского и усердия к храмам Божиим и к служению Богу в духе истины».