Придел Владимира не сохранился в своем первоначальном виде. В XVIII веке он был покрыт четырехскатной крышей, древние маленькие арочные окна заменены большими прямоугольными, уничтожен вход с северной стороны. Сейчас его фасады частично реставрированы.
Существующая луковичная глава, крытая деревянным лемехом, выполнена в 1631 году. Эту дату можно прочесть на надписи, пробитой на кованном подзоре, опоясывающем главу снизу. Глава и подзор, сохранившиеся почти без изменений с первой половины XVII столетия, представляют уникальную ценность.
Внутри Владимирского придела большой интерес представляют вставленные в стены резные каменные плиты с надписями о захоронении князей Воротынских. Рисунок плит не одинаков. Наиболее древняя плита, помещенная на западной стене справа от входа со стороны паперти, содержит запись о захоронении братьев Владимира и Александра Ивановичей и о перенесении из Кашина в 1603 году праха Михаила Ивановича и его сына Логина Михайловича. Здесь же похоронен и другой его сын - Иван Михайлович, который был весьма заметной фигурой в политической жизни Руси начала XVII века. Один из кандидатов на российский престол, он после избрания на царство Михаила Романова возглавил направленную к нему в Кострому депутацию с предложением принять царский венец. Позднее он занимал должность первого воеводы и управлял Москвой во время царского отсутствия. В XVII веке Воротынские породнились (по женской линии) с царским домом. Последний из князей Воротынских, Иван Алексеевич, умер в 1679 году. При реставрационных работах в 1971-1972 годах обнаружили остатки каменных и кирпичных саркофагов, в которых похоронены некоторые из Воротынских. Особую художественную ценность имеет крышка саркофага Алексея Ивановича Воротынского с прекрасно выполненной резной надписью.