2 мая 1880 г. игумения Анфиса подала прошение в Тамбовскую духовную консисторию о рассмотрении проекта строительства в обители новой каменной соборной Владимирской церкви.
14 мая того же года Строительное отделение Тамбовского губернского правления по представлению Консистории рассмотрело и утвердило предложенный проект храма.
В конце августа 1880 г. Троекуровский Иларионовский монастырь посетил Тамбовский Владыка - епископ Палладий II (Гонкевич).
25 августа после Божественной Литургии он совершил торжественную закладку нового соборного храма на месте разобранной ветхой деревянной церкви над могилой старца Илариона.

Подрядчиком при строительстве будущего огромного пятиглавого собора во имя Владимирской иконы Божией Матери стал елецкий купец Петр Федорович Морев. Немало сил положили сестры Троекуровской обители на сбор пожертвований и сооружение Владимирского собора. Средства на возведение нового соборного храма поступали из многих городов - Москвы, Петербурга, Бахмута, Вятки, Екатеринодара, Епифаии, Ельца, Казани, Киева, Кременчуга, Курска, Николаева, Новочеркасска, Одессы, Осийска, Пензы, Перми, Полтавы, Рыбинска, Самары, Саратова, Симбирска, Ставрополя, Тулы, Харькова, Александро-Грушевска.

- Так, например, в 1884 г. наиболее крупные пожертвования поступили от лебедянского помещика Михаила Фёдоровича Штейна (500 руб.), от госпожи Перловой из Москвы (200 руб.), по духовному завещанию госпожи Демидовой от душеприказчика господина Леонида Алексеевича Крюкова (3000 руб.).