Каменный двухэтажный пятиглавый храм с отдельно стоящей колокольней. Церковь построена в 1761-1783 гг. по проекту архитектора Пьетро Антонио Трезини. Возведенная в традициях барокко, церковь красиво декорирована колоннами и пышными наличниками окон. Внутреннее архитектурное оформление интерьеров Владимирской церкви хорошо сохранилось до наших дней и представляет большой историко-художественный интерес. Нижняя церковь во имя святого Иоанна Дамаскина, помещавшаяся в первом этаже каменной церкви, более древняя, чем верхняя. Потолки храма невысокие, сводчатые. За восточными пилонами  находились три резных золоченых иконостаса с живописными иконами. Верхняя церковь более богата по своей архитектурной отделке, и за счет высокого потолка кажется гораздо просторнее. Пространство зала разделено на три придела четырьмя массивными восьмигранными пилонами, обработанными парными пилястрами и филенками. Центральный барабан – световой, он прорезан восемью полуциркульными и четырьмя круглыми окнами. Простенки оформлены тягами и филенками. В восточном простенке помещена скульптурная композиция, изображающая трубящего Ангела. На парусах помещены скульптурные изображения Евангелистов.  Пилоны церкви  украшены образами работы школы Рубенса, картинами итальянской и фламандской школы, появившимися в храме в 1810-е годы. В церкви сохранились два уникальных иконостаса середины XVIII века – первоначальный, изготовленный для Владимирской церкви, стоящий ныне лицевой стороной к алтарю и позолоченный резной, выполненный в традициях барокко по рисунку Ф. Растрелли в середине XVIII века и прежде находившийся в церкви Аничкова дворца. Главная икона храма была заказана в Москве и представляет список с чудотворной Владимирской иконы Божией Матери, хранившейся в Московском Сретенском монастыре. Она была привезена в Петербург в 1763-1764 годах.