Выстроен собор в византийском стиле, уникально его внутреннее оформление. На стенах нет привычных икон. Вместо них установлены мраморные плиты с именами 33-х героев Первой обороны, удостоенных ордена Святого Георгия. Архитектуру храма отличает утонченный стиль, а великолепные мраморные колоны были доставлены из Италии. Провидению было угодно, чтобы еще до окончания строительства собор стал усыпальницей великих российских флотоводцев. В нижнем этаже находится усыпальница знаменитых адмиралов: М.П.Лазарева, В.А.Корнилова, П.С.Нахимова, В.И.Истомина. Были тут могилы ещё 9 адмиралов русского флота, но они не сохранились.

В соборе (он считается флотским) снова проходят церковные службы, но бывают здесь не только прихожане и моряки, но и многочисленные экскурсанты. Посещение Владимирского собора – это прикосновение к великой истории Российской Империи.