Собор святого равноапостольного великого князя Владимира построен в виде креста. Здание храма завершается пятью куполами, изображающими собою небо. Над входом в храм построена колокольня высотой 43 м, на которой находится 15 колоколов. Самый большой весит 7 тонн, утсановлен в 2008 г.
Собор 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.