Виготовляючи підлоги храму в техніці поліхромної (багатобарвної) мозаїки, автори проекту віддавали данину херсонеської традиції: вже тоді мозаїки древнього міста захоплювали всіх, хто їх бачив.
Розгортались в соборі і живописні роботи. Авторський колектив, розписував Володимирський собор, був величезним. Серед його членів - і гучні академічні імена, і скромні прізвища місцевих вчителів-передвижників, соратник В.М. Васнєцова, І.Є. Рєпіна, І.І. Левітана, А.І. Куїнджі та інших видатних російських художників тієї пори. p align="justify"> Кисті Корзухіна належать розписи іконостасів верхнього і нижнього храмів, частина стінних сюжетних розписів. Конхи (верхнє півкруг) вівтарної апсиди верхнього храму прикрасила його композиція В«Таємна вечеряВ». А В«ХрещенняВ» і В«ПреображенняВ» пензля цього художника розмістили в так званих В«великих колахВ» на південній і північній сторонах верхнього храму. Він же написав кілька ікон в іконостасі головного вівтаря, зображення 12 апостолів на барабані купола собору та ікони в правому (південному) приділі верхнього храму, який згодом був освячений в ім'я св. великого князя Олександра Невського.
Знайшли своє місце в нижньому храмі і написані на початку 50-хх років XIX століття дві великі картини художника П.Т. Рісса: В«Хрещення св. князя Володимира В»іВ« Хрещення киян В».
Полотна 30 років пролежали на складі монастиря і потребували значної реставрації. Їх відродженням зайнявся викладач живопису віленській духовної семінарії Г.А. Молокин. Він же і відновив 34 ікони роботи художників І.А. Майкова і Є.А. Сорокіна, колись передані Володимирському собору разом з картинами П.Т. Рісса, і теж потребували допомоги реставратора. p align="justify"> Орнаментальні розписи верхнього і нижнього храмів виконав севастопольський вчитель живопису Прокоф'єв.
Художнику Макін було доручено написати десять ікон для кіотів верхнього храму і кілька ікон на склі для вікон гарних місць обох храмів.
Різьбяр В. Корецький виконав з дерева два іконостаси - для бокового вівтаря Олександра Невського і для головного вівтаря нижнього храму. Останній згодом прикрасили позолотою. p align="justify"> На виконання грандіозних за обсягом оздоблювальних і живописних робіт пішло майже 4 роки. До жовтня 1891 роки роботи були практично завершені, і почалася підготовка до освячення собору, яке відбулася 17 жовтня 1891. p align="justify"> Новий золочений іконостас нижнього храму був освячений в наступному році, тоді ж завершили і виготовлення мозаїчної підлоги нижньої церкви.
Придел Олександра Невського освятили 17 липня 1892.
Але й після цього в соборі тривали мармурові роботи. Вінцем праць каменерізів стала установка пам'ятника св. вів. Князю Володимиру в нижньому храмі й облицювання мармурів залишків середньовічного храму. Останній будівельник покинув со...