О значении Владимира не забывали и в XVI в.: в грамоте великого князя Василия III причт Дмитриевского собора назван собственным государевым, как стоящий «на моём дворе»; в 1518 г. из Успенского собора монастыря в Москву на поновление были присланы иконы Спасителя и Богоматери; 8 июля 1552 г. царь Иван Грозный молился у гробов князей-прародителей во время посещения Владимира перед походом на Казань; регулярно обновлялись деревянные городские укрепления. Возрождение архитектуры Владимира началось с середины XVII в. В 1641 г. город посетил царь Михаил Фёдорович, в 1645 г. в Успенском соборе по благословению патриарха Иосифа были открыты мощи великого князя Георгия Всеволодовича. С того времени на месте старых монастырей, деревянных и обветшавших храмов поднялись каменные здания. На территории древнего восточного посада местными жителями была построена церковь в честь Успения Пресвятой Богородицы (1644–1649 гг.), позднее принадлежала духовной семинарии, в настоящее время используется для богослужений старообрядцами. Была исполнена фресковая роспись собора Княгинина монастыря. В целом строительство, в том числе и приходских церквей, оставалось деревянным, каменные постройки того времени известны в Рождество-Богородицком монастыре. К началу XVIII в. во Владимире сформировалась традиция почитания князей, похороненных в его храмах и монастырях. В 1702 г. в Успенском соборе были открыты мощи князя Андрея Юрьевича Боголюбского и его сына Глеба. В 1723 г. мощи князя Александра Ярославича Невского были перенесены в Санкт-Петербург. При императрице Елизавете Петровне был выстроен архиерейский дом (1748–1749 гг.). За древней городской чертой, на месте пристани и деревянной церкви святителя Николая (по преданию, XII в.), была возведена новая каменная церковь Николая Чудотворца в Галеях с приделом Трёх святителей (Никола Мокрый, 1732–1735 гг.) и шатровой колокольней. Рядом, на месте Вознесенского монастыря конца XII в., была построена Вознесенская церковь (1724 г.), ставшая своего рода образцом для строительства храмов в последующий период (высокий двухсветный четверик под четырёхгранной купольной кровлей, выше – два малых восьмерика с купольными завершениями, низкая апсида, четырёхъярусная колокольня на западной стороне трапезной). Среди построек второй половины XVIII в. в стиле барокко выделяется трёхэтажная Никитская церковь с приделами в честь Усекновения главы Иоанна Предтечи и св. бессребреников Космы и Дамиана, построенная на месте древнего Космодамианского монастыря (1762–1765 гг.; сейчас – здание «Владимирреставрации»).