Приют при Томском тюремном замке первоначально предназначался для детей арестантов. В 1869 году приют был преобразован в приют для мальчиков и назван Владимирским в память посещения детского отделения великим князем Владимиром Александровичем.
Церковь для приюта, освящённая во имя небесного покровителя великого князя, была построена на капитал благотворительной организации Томского тюремного комитета и добровольных пожертвований его директоров, а также на средства купца 1-й гильдии Петра Васильевича Михайлова.
Храм находился в особом деревянном здании (ныне утрачено). Посетителями церкви были в основном воспитатели и воспитанники приюта.
В 1917 году 1 мая администрация приюта отказалась от содержания церкви и священника по причине отсутствия на это средств. Образовавшаяся при церкви община верующих из местных прихожан приняла церковь со священником на свое попечение, считая для себя необходимым непрерывное совершение богослужения в этой церкви, как ближайшей к их месту жительства.
В 1920 году, несмотря на ходатайство Владимирской общины о сохранении храма как приходского, церковь была закрыта наравне с прочими домовыми храмами Томска.