Никольский придел (освящён 22 июня 1824 г.) оборудовали справа от главного входа симметрично Успенскому приделу. Указом императора Николая I от 11 марта 1844 г. предусматривались устройство парка «на эспланаде против Петропавловской крепости», прокладка от неё дороги (современный проспект Добролюбова) и мощение площади напротив храма камнем. С этого времени окрестности собора постепенно благоустраивались. В 1856 г. купцы соорудили на Пеньковом буяне Казанскую часовню. 22 июля 1845 г. император утвердил новый статут ордена св. Владимира. Этому ордену «присвоялась церковь св. Владимира», ставшая кавалерской: 22 сентября в ней ежегодно отмечался праздник кавалеров ордена. 10 июля крестный ход совершался на мануфактуру Г.А. Гука. Со второй четверти XIX в. увеличивалось количество прихожан в соборе, и на 1867 г. приход составил 2130 человек, т.е. достиг уровня 1730 гг. В 1859 г. при храме была утверждена вторая священническая вакансия. При настоятелях священнике Александре Соколове (с 1859 г.; ум. в 1862 г.) и протоиерее Владимире Полянском (ум. в 1869 г.) работала «комиссия по исправлению собора». В 1859 г. храм стал тёплым; в 1866 г. малые престолы (Успенский и Никольский) перенесли из западной части храма и установили по бокам от центрального (Князь-Владимирского), что предусматривалось первоначальным проектом. 15 января 1867 г. на новом месте был освящён правый, Успенский алтарь, а 7 мая – левый, Никольский. В 1863 г. усердием старосты М.Т. Семёнова собор обогатился чтимой Иверской иконой Божьей Матери. По его же ходатайству 25 июля 1864 г. было получено разрешение ежегодно совершать крестный ход 1 августа из собора на реку Ждановку. В 1868 г. академик Казимир Антонович Ясевич реставрировал в соборе многие иконы. 12 февраля 1869 г. настоятелем Князь-Владимирского собора стал священник Алексий Светлов (ум. в 1886 г.), возведённый в 1870 г. в сан протоиерея. В первые годы его служения были благоустроены деревянные дома причта, озеленена территория вокруг собора, устроена металлическая ограда (1870 г., архитектор Николай Павлович Гребёнка). 21 марта 1870 г. дано разрешение на постройку деревянного двухэтажного причтового дома на Церковной ул., 16 (архитектор К.Т. Соловьёв; не сохранился). В 1872–1873 гг., сооружая вокруг собора ограду, архитектор Николай Фёдорович Брюлло (Брюллов) спроектировал в ней две часовни. Проект сада составил в 1874 г. Эдуард Людвигович Регель (реализован в 1875–1876 гг.). В преддверии столетия со дня учреждения ордена протоиерей Алексей Светлов предполагал получить необходимую сумму на капитальный ремонт храма со всех концов Российской империи, прежде всего, от кавалеров ордена св. Владимира, которых собор «считает своими прихожанами». Троекратно опубликованные в газетах протоиереем Алексеем Светловым особые письма и воззвания позволили собрать не более четверти требуемой суммы. Идею объединения владимирских кавалеров вокруг собора поддержал митрополит Исидор (Никольский) – 22 сентября 1875 г., в день орденского праздника, он совершил в нём литургию и отслужил молебен равноапостольному князю Владимиру. В 1875 г. по инициативе протоиерея Алексея Светлова при соборе было организовано приходское благотворительное общество (устав утверждён 26 июня 1875 г., первое собрание состоялось 7 сентября).