В августе 1988 года к архиепископу Чебоксарскому и Чувашскому Варнаве обратилась группа верующих из Новочебоксарска с просьбой назначить им человека, который бы занялся открытием молельного дома.
5 сентября 1988 г. - официальная регистрация Новочебоксарского религиозного общества и утверждение церковного совета с назначением старосты Александра Никитина.
1989 – возведение деревянного молельного дома на месте бывшей деревни Ельниково.
22 апреля 1989 г. - освящение Новочебоксарского временного молитвенного дома архиепископом Чебоксарским и Чувашским Варнавой. Первая святая Литургия отслужена впервые в г. Новочебоксарске. Служили архиепископ Варнава и протоиерей Илия Карлинов в присутствии многочисленных прихожан.
Строительство храма началось на месте молитвенного дома в 1990 г. по проекту архитектора Орешникова Анатолия Борисовича.Храм имеет 3 престола.
28 июля 1994 г. освящен предел в честь святителя Николая Чудотворца, названный в честь снесенной церкви в селе Яндашево. Под престолом находятся мощи святого великомученика Пантелеимона.
28 июля 1995 г. освящен предел в честь иконы Божией Матери «Скоропослушница». Под престолом находятся мощи мученика Маманта.
25 июня 1996 г. патриархом Алексием II освящен главный предел в честь св. князя Владимира. Тогда же Новочебоксарская церковь получила статус Собора. Под престолом находятся мощи мучеников Прова, Тараха и Андроника.
В последующие годы были возведены два здания на территории храма: гостиница и иконная лавка, построена часовня и, наконец, в 2000 году закончилось сооружение соборной площади и главных врат с подсветкой, перед которыми возвышается памятник (архитектор М. Виноградов) великому князю Владимиру, чье имя носит собор (см. видеораздел - "Освящение соборной площади"). Построена часовня на территории храма, у родника, который находится в овраге рядом с храмом, - красуется беседка для отдыха на спуске в овраг, мостики и лестницы для спуска к роднику и подъема к храму
Собор святого равноапостольного великого князя Владимира построен в виде креста. Здание храма завершается пятью куполами, изображающими собою небо. Над входом в храм построена колокольня, на которой находится 12 колоколов.