La cathédrale Saint-Vladimir est une cathédrale orthodoxe située à Chersonèse de Tauride, faisant aujourd'hui partie de l'agglomération de Sébastopol dans le quartier Gagarine.
D'après la tradition ecclésiale orthodoxe, le baptême de saint Vladimir, acte fondateur de la christianisation de toutes les Russies, eut lieu en 988 à Chersonèse de Tauride. La Chronique des temps passés du moine Nestor rapporte qu'il existait une église que l'on construisit sur les lieux.
C'est en 1825 que l'idée se répandit de faire construire une église à l'emplacement vraisemblable du baptême du prince de Kiev. L'amiral Alexis Graig, commandant de la flotte impériale russe en Mer Noire, fait démarrer des fouilles archéologiques sur les lieux. On y trouve en effet des ruines datant de l'ère byzantine, parmi lesquelles celles d'églises, dont une qui se trouvait, comme le rapportait la Chronique, au milieu de la place du marché de la ville. Les historiens s'accordent pour penser qu'il s'agit de la basilique même où eut lieu le baptême. Une communauté religieuse s'installa en 1850 et le 23 août 1861, l'on bénit solennellement la première pierre, en présence de l'empereur Alexandre II de Russie et de son épouse.
David Grimm, professeur à l'Académie impériale des beaux-arts, est l'auteur du projet qui est résolumment néo-byzantin, nouveauté à l'époque. Les difficultés de financement allongent les délais des travaux. L'extérieur de l'église est achevé en 1876, grâce à M. Arnold, architecte du génie. C'est alors l'une des églises les plus grandes de l'Empire, puisqu'elle mesure 36m de hauteur sur 1 726m2, avec une coupole de 10,5m de diamètre.
Les travaux de réalisation de l'intérieur ne débutent qu'à la veille de la célébration des fêtes du baptême de la Russie en 1888. Seule l'église inférieure vouée à la Nativité de la Vierge est prête. Nicolas Tchaguine dirige les travaux et fait appel à des maîtres renommés. La cathédrale est finalement consacrée le 17 octobre 1891, mais ne sera définitivemement terminée qu'en 1894.
La cathédrale subit de graves dommages pendant la Seconde Guerre mondiale. Les travaux de restauration les plus importants eurent lieu à la fin des années 1990. L'autel principal a été consacré le 3 avril 2004.
