Ostatecznie niezawisłość księstwa włodzimierskiego zaniknęła w 1328, kiedy książę moskiewski Iwan I Kalita został jednocześnie władcą księstwa włodzimierskiego. Od tego momentu Włodzimierz był znaczącym miastem w obrębie księstwa moskiewskiego. W 1382 Włodzimierz spustoszyły wojska chana Tochtamysza, a w 1441 (według innych źródeł w 1412) armia rosyjsko-mongolska chana Tałycza. W 1614 pod miasto podszedł polski oddział pod dowództwem Aleksandra Lisowskiego, zniszczył on przedmieścia, jednak samego grodu nie zdobył. W XVIII wieku miasto zaczęło się znów szybko rozwijać jako stolica prowincji, a potem guberni. W 1744 ustanowiono tu siedzibę biskupstwa. W latach 1838–1840 mieszkał tu znany rosyjski polityk opozycyjny i pisarz Aleksandr Hercen, odbywający w mieście karę zesłania. Od 1861 połączony koleją z Moskwą. W okresie ZSRR na krótko (1929–1944) utracił status miasta obwodowego. W latach 20. i 30. XX wieku władze komunistyczne zniszczyły większość cerkwi, w tym część z XII wieku. W 1971 roku miasto zostało odznaczone Orderem Czerwonego Sztandaru Pracy.