Своим возрождением собор обязана заботам открытого в декабре 1887 г. во Владимире-Волынском Свято-Владимирского братства, которое поставило перед собой религиозно-просветительские и церковно-упорядочивающие задачи. В 1896 г. был принят проект реставрации храма академика архитектуры Г. И. Котова. В 1896—1900 гг. собор восстановлен в формах XII века. Торжественную закладку собора совершил 15 сентября 1896 г. архиепископ Волынский и Житомирский Модест (Стрельбицкий)в присутствии Великого Князя Константина Константиновича.