Для местного ряда иконостаса этого храма, построенного на средства выходцев из Ярославля купцов Никитниковых, написал икону «Сошествие Святого Духа на апостолов», в которой сознательно изменил традиционную иконографию в соответствии с современными греческими образцами. Тогда же привлекался ко многим коллективным работам: письму царских врат для придворной церкви св. Евдокии, починке икон местного ряда иконостаса Покровского собора на Рву (собор Василия Блаженного), письму новой иконы Господа Вседержителя и двери в жертвенник для того же собора. Под руководством живописца Стефана Лопуцкого участвовал в письме знамен. Предположительно какое-то время Иосиф Владимиров мог учиться у рисовальщика Бернара Пюльмана, приезжавшего в Россию в 1661–1663 гг. С именем Иосифа Владимирова связана гравюра с изображением Спаса Нерукотворного, отпечатанная в Вене в 1663 г.: в надписи на польском языке упомянут как автор рисунка, с которого выполнена гравюра. В начале 1660 гг. Иосиф Владимиров работал также на московском Печатном дворе (очевидно, в качестве знаменщика). Оттуда в 1664 г. вызывался к работам по росписи государевых дворцовых покоев. В 1666 г. числился московским иконописцем. В это время он вновь вызывался для работ в Архангельском соборе, но не был найден. Более поздних свидетельств о его жизни и творчестве у исследователей нет. Своё «Послание», адресованное Симону Ушакову, Иосиф Владимиров написал в полемике с ярославским архидиаконом Иваном Плешковичем, сербом по происхождению. Иосиф Владимиров выступил в защиту новаторского «живоподобного» письма, в котором Иван Плешкович и его единомышленники видели нарушение древних традиций и прямое воздействие «латинства», т.е. европейской живописи. Иосиф Владимиров первым высказал мысль о приоритете художественного начала в иконописи: плохо написанная икона не может быть моленным образом. При этом положительно отзывался о профессиональном мастерстве европейских художников, несмотря на их приверженность «латинской» вере. Иосиф Владимиров считал, что иконописец должен нести высокую личную ответственность за свои произведения и призвал мастеров ставить подпись на созданных ими иконах. Несмотря на то что в своих теоретических суждениях Иосиф Владимиров был сторонником нового «живоподобного» стиля, в творчестве он придерживался традиционного направления.