L'impératrice Marie, épouse d'Alexandre II, lui commande une église à Chersonèse en 1856, à l'emplacement d'une ancienne église grecque où saint Vladimir avait été baptisé en 988, marquant ainsi le début du baptême officiel de toutes les Russies. Constantin Thon en avait déjà dessiné des plans, mais la Guerre de Crimée oblige à remettre le projet à plus tard. Après la guerre, l'engouement pour l'architecture néo-byzantine en Russie impériale commence. L'impératrice avait été convaincue par le prince Grigori Gagarine, architecte adepte de ce style. Grimm dessine les plans de l'église en 1859 qui sont approuvés. Il innove en présentant des plans polygonaux, comme en Géorgie. La construction débute en 1861. Elle est cependant interrompue et à court de moyens, malgré les donations de la famille impériale, l'église ne sera achevée qu'en 1897. Cette église de style byzantin matiné de géorgien sera l'unique exemple de ce genre, avant d'être en vogue à la veille de la Première Guerre mondiale.