Настоятелем собора с 16 сентября 1997 г. является протоиерей Владимир Сорокин. 29 января 2005 г. в крестильном помещении освящён воссозданный придел Всех святых, в земле Российской просиявших (проект и выполнение работ – Н. Зельцер, С. Соболев). Идёт согласование проекта культурно-просветительного центра на месте утраченных причтовых домов собора (архитектор Валентин Фёдорович Назаров, 2007 г.). 9 июня 2010 г. в ограде был освящён крест с композицией «Вера, Надежда, Любовь» в память о пострадавших в годы гонений за веру священнослужителей и мирян. В 2008 г. в целях сохранения исторической памяти и молитвенного поминовения соотечественников в Князь-Владимирском соборе создан электронный Всероссийский помянник, который содержит базу данных с именами больше 15 млн. человек (в том числе в разделе «Великая Отечественная война» – 11 млн. человек, «Блокада Ленинграда» – 900 тыс. человек, «Пострадавшие в годы репрессий» – около 2,5 млн. человек, «Ленинградский мартиролог» – около 55 тыс. человек). Резной центральный иконостас выполнен в стиле классицизма и состоит из двух ярусов (местный и праздничный чины). Центральная арка оформлена наподобие иконостасной арки Троицкого собора в Александро-Невской лавре. По бокам от неё находятся местные иконы Спасителя и Успения Божьей Матери; иконы равноапостольного князя Владимира и благоверного князя Александра Невского в горностаевых мантиях помещены в отдельных киотах на подкупольных столбах. Боковые иконостасы имеют черты необарокко. В центре каждого из иконостасов – дополнительный ярус, где представлены: в главном приделе – Господь Саваоф в медальоне, над Ним – Распятие с предстоящими Божьей Матерью и св. Иоанном Богословом, в боковых – изображение Тайной вечери. Все иконы в иконостасах собора выполнены в XVIII–XIX вв. Местные иконы Спасителя и Божьей Матери («Страстная», рубеж XVII и XVIII вв.), а также царские врата Успенского придела, как полагают исследователи, происходят из мазанкового Успенского собора. «Благовещение» с иконой Божьей Матери «Утоли моя печали» и образами избранных святых на полях были написаны в петровское время. В главном приделе размещены иконы Божьей Матери «Знамение» (предположительно самая старая в храме – XVII в.) и «Всех скорбящих Радость» (до 1731 г.), а также список с чудотворной Иверской иконы Божьей Матери. Некоторые из сюжетов исполнены в духе итальянского Возрождения, например, «Бегство в Египет», «Славословие Христа», «Святая Екатерина». Западноевропейские черты имеют современные постройке собора изображения праздников. К тому же времени исследователи относят образ Трёх святителей со сценой коронования Божьей Матери с изображением св. цариц Александры и Агриппины. На западной стене собора размещены копии с работ «Оплакивание Христа» Паоло Веронезе и «Преображение» Рафаэля, а также с картин неизвестных авторов: «Уверение апостола Фомы», «Пресвятая Дева Мария с Младенцем Иисусом и св. Иоанном Предтечей», «Рождество Христово» – и копия с ростового образа Богородицы и «Моления о чаше» Фёдора Антоновича Бруни.