Станция открыта 15 ноября 1955 года в составе первой очереди метрополитена «Автово» - «Площадь Восстания». Название связано с близостью Владимирской площади и Владимирского проспекта.

Стандартное утверждение советских газет 1955 года:

Вестибюль

Наземный вестибюль станции выполнен по проекту архитекторов Г. И. Александрова, А. В. Жука, А. И. Прибульского и располагается на пересечении Большой Московской улицы и Кузнечного переулка, у Владимирской площади. Наземный вестибюль встроен в здание, в котором размещается «Ленметрогипротранс».

Четырёхэтажное здание со скошенным углом и установленными в его нише дорическими колоннами. Того же типа полуколонны должны были украшать и плоскости стен по Большой Московской улице и Кузнечному переулку, но их заменили рустами. Отказались и от рельефов с буквой «М» с двух сторон от арки портала. На месте вестибюля некогда существовал двухэтажный дом церкви Владимирской Божией Матери (архитекторы А. Х. Пель, В. Ф. Геккер, Ф. Соловьев и Н. Н. Никонов).

Вестибюль станции облицован золотисто-жёлтым мрамором Фоминского месторождения. Купол вестибюля подсвечен снизу. Здание наземного входа вплотную примыкает к стенам Кузнечного рынка, и это значительно повлияло на тему оформления станции. Над эскалаторным ходом располагается яркое мозаичное панно «Изобилие» работы художников А. А. Мыльникова, А. Л. Королёва, В. И. Снопова.

Наклонный ход (выход со станции), содержащий 3 эскалатора, расположен в северном торце станции. За основу его проекта была взята дипломная работа выпускника ЛИИЖТа Алексея Бобра.

Вестибюль станции был закрыт на реконструкцию 10 августа 2006 года, пассажиропоток был направлен через вестибюль станции «Достоевская».

На право провести реконструкцию станции был проведен конкурс, по результатам конкурса генподрядчиком стало ЗАО «СМУ-10 Метростроя». В качестве субподрядчика для монтажа эскалаторного оборудования, проведения электротехнических и сантехнических работ было привлечено «СМУ-9». Это стало первым опытом в таком большом объёме в истории Петербургского метрополитена

В ходе реконструкции были выполнены следующие работы:

• В связи с тем, что эскалаторы эксплуатировались более 50 лет, и прошли 8 циклов капитального ремонта, потребовалась их полная замена. Были проведены демонтаж старых эскалаторов, сооружение новой монолитной железобетонной плиты под эскалаторы на месте старых фундаментов, монтаж трех новых эскалаторов. В качестве строительного проёма для вывоза и завоза машин использовался проём в стене вестибюля на месте выхода со станции. Новые эскалаторы были завезены и смонтированы в мае-июне 2007 года. К открытию станции на балюстрадах эскалатора были установлены новые светильники, сами балюстрады оставлены хромированными.
• В нижнем эскалаторном зале была произведена замена гермозатвора.
• Ремонт наклонного хода включал в себя ликвидацию течей, замену старых водоотводных систем на новые, изготовленные из современных композитных материалов — огнестойких и экологически безопасных.

Также был осуществлён монтаж новых зонтов сводов из современного материала с «антивандальным» покрытием.

• В вестибюле станции были проведены следующие работы:
  • Отреставрированы мрамор, светильники, украшающие вестибюль, кассовый зал и эскалаторные залы, и мозаичное панно «Изобилие», расположенное над эскалаторами.
  • Сооружён новый выход из метро на Кузнечный переулок во избежание пересечения пассажиропотоков. При этом вход на станцию со стороны Владимирской площади. Дубовые двери установленные в выходе на Кузнечный переулок изготовлены по эскизам 1955 года. Дверные проёмы на его месте были ликвидированы, на их месте сооружены дополнительные служебные помещения для нужд службы Сбора доходов. Турникеты также переставлены в соответствии с движением пассажиров.
• Параллельно был проведён ремонт тех частей станции, на которые не распространяется контракт на реконструкцию: служба тоннельных сооружений отремонтировала кассовый зал и был проведён ремонт систем отопления станции.

Общая стоимость работ превысила 500 млн рублей. Объект является памятником архитектуры, поэтому при выполнении работ на станции соблюдались все требования комитета по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры правительства Петербурга.

Сроки открытия

Несмотря на то, что в конце июня метрополитен объявил, что запланированные работы ведутся с опережением графика, открытие было перенесено с января 2008 года  на начало февраля. В итоге вестибюль открылся 16 февраля 2008 года.

Архитектура и оформление

«Владимирская» — пилонная станция с укороченным центральным нефом (залом) глубокого заложения (глубина ~ 55 м). Данный тип станции (центральный зал в три, даже почти в четыре раза короче боковых залов) был использован впервые в Петербугском метрополитене. Нововведение скорее всего было вызвано экономическими соображениями и было заимствовано в Москве. Подземный зал сооружён по проекту архитекторов Г. И. Александрова, А. В. Жука, А. И. Прибульского.

Весь подземный зал облицован белым, чуть холодноватым уральским мрамором из месторождения «Коелга» и хорошо гармонирует с бронзовыми деталями убранства. Тёмный гранитный пол и массивные люстры контрастируют с белой гладью стен. Путевые стены покрыты мрамором. На путевых стенах установлены декоративные решётки с надписью «1955», по году открытия станции, такая же решётка и в торцевой стене центрального зала.

В 1991 году станция реконструирована в связи с обустройством перехода на станцию «Достоевская», в результате которой центральный зал станции был удлинён. Авторы проекта реконструкции архитекторы А. В. Жук, А. И. Прибульский, А. Д. Токмань.
В 2004 году была произведена замена освещения.
В 2005 году была произведена замена полов. Положены гранитные плиты. Выполнен бортик «для слепых» у края платформы.

Пересадки

Станция является пересадочным узлом к поездам Правобережной линии (на станцию «Достоевская»).

Во время постройки переходного тоннеля с Достоевской на Владимирскую в 1989 году было происшествие, связанное с проникновением воды в выработки. Исправление ситуации заняло меньше недели. В связи с этим несколько дней станция «Владимирская» была закрыта и поезда проезжали её без остановок. Результатом этого происшествия стала извилистая форма перехода, несколько расселённых домов на поверхности и конец перехода, разделённый на три части вместо двух.

Особенности проекта и станции

• Первоначально отсутствовала в проекте первой очереди. Решение о её создании принято в 1951 году, поэтому архитектурное оформление предельно лаконично. По этой причине на станции не планировали помещать художественные композиции с И. В. Сталиным.
• Длина перегона «Владимирская»—"Площадь Восстания" — 720 метров. Это самый короткий перегон в Петербургском метрополитене.
• В 1951 году, когда разрабатывался проект станции, впервые был применён тип трёхсводчатой пилонной станции с укороченным центральным нефом. Такой станция была до 1991 года, при реконструкции станции для создания пересадки центральный зал несколько удлинили