В соответствии с планом застройки главным зданием монастыря, его архитектурной доминантой становится холодный Владимирский собор. Храм этот строился на протяжении 1804-1819 годов. 12 февраля 1804 года, Преосвященным Вениамином Краснопевковым, епископом Нижегородским и Арзамасским была выдана храмозданная грамота на строительство в Оранской обители «холодной церкви в честь празднества Владимирской иконы Божией Матери». Возведение собора началось при строителе монастыря отце Пахомии, а затем продолжилось при строителе иеромонахе Нафанаиле и завершилось уже в период управления монастырем строителем Иродионом.
«Первая церковь соборная однопрестольная, постройкою начата в 1804 году, а окончена в 1819 году, в честь празднества Владимирской иконы Божией Матери, о пяти возвышенных куполах с полукруглым алтарем, покрыта по железным стропилам листовым железом, окрашенным медянкою; на куполах пять куполов, по полукружиям обиты в замок листовым железом, с пятью осьмиконечными крестами, по дереву опаянными белым железом и позолоченными на мардан 1875 году, стены церкви снаружи и внутри оштукатурены, в оной церкви дверей створчатых три, по железным рамам, и узорчатым решеткам обиты листовым железом, с крючьями и двойными запорами, в стенах в нижнем ярусе и в алтаре окон с железными решетками и деревянными рамами семнадцать, во втором ярусе без решеток пятнадцать, в пяти куполах разной величины с рамами сорок, в осьмерике среднего купола под лавою четыре малых окна. Над окнами нижнего яруса по трем стенам до иконостаса по кирпичному и алебастровому карнизу устроены хоры, с деревянными крашеными перилами, в расстоянии от стены на три четверти аршина. Таковые же хоры устроены и в среднем куполе над арками, поддерживающими купол храма. Пространством оная церковь от восточной полукруглой стены алтаря до западных дверей 13 сажен, от северных дверей до южных 8 сажен. Пол в алтаре и во всей церкви чугунный, на коем вокруг стены по окна устроены деревянные филенчатые панели, окрашенные дикою краскою. Снаружи церкви к западной стене пристроена на четырех каменных круглых столбах с пилястрами паперть с парапетами и карнизами, крытая листовым железом, окрашенным медянкою, пол на паперти и ступени чугунные, а при южных и северных дверях крыльца с полами ступенями деревянными», таким приводится описание собора в 1883 году.
Примечателен тот факт, что архимандрит Амвросий Орнатский при составлении в 1807–1815 годах своей монографии «История Российской иерархии», говоря о монастырских постройках Оранского монастыря начала XIX века, отмечал, что, «здание в нем, ныне примечательнейшее каменное, есть следующее, соборная церковь во имя Владимирской Божией Матери, явленного образа Ея, который во всем подобен Иверскому, находящемуся в Москве, теплая церковь, колокольня и в ограде купеческие лавки».
В дореволюционное время последний раз Владимирский собор переосвящали в 1882 году, после того как в нем были сделаны росписи на стенах, «Святой антиминс атласный дико-голубого цвета, священнодействован преосвященным Макарием епископом Нижегородским и Арзамасским в 1882 году, месяца марта 4 дня».
