Проект склав петербурзький архітектор Іван Штром. Поки тривали будівельні роботи, кадети користувалися тимчасовим приміщенням – так званим Жовтим корпусом Університету Св. Володимира на сучасному бульварі Тараса Шевченка, 14, де у січні 1852 року відбулося офіційне відкриття закладу. У 1857-му кадети-володимирці нарешті отримали змогу вселитися до власної будівлі. Триповерхова з напівпідвалом, Н-подібна в плані, зі 170-метровою довжиною головного та бічних фасадів, вона стала чи не головним орієнтиром західної околиці Києва.

У ході реформ Олександра II Кадетський корпус перетворили на військову гімназію – загальноосвітню школу з початковою військовою підготовкою. Але відданість традиціям перемогла: наступний монарх Олександр III відновив звичний корпус зі стройовим навчанням і наставниками-військовими. Утім, тут викладали не лише математику, тактику чи поводження зі зброєю, але й виховували юнаків, прищеплювали їм світські манери. Серед педагогів Володимирського Київського кадетського корпусу був видатний український мовознавець і літературознавець Павло Житецький, який навчав кадетів грамотно висловлювати свої думки. Художник Олександр Агін, автор відомих ілюстрацій до «Мертвих душ» Гоголя, викладав малювання. Хореограф Станіслав Ленчевський, балетмейстер Київської опери, учив майбутніх офіцерів танцювати. Чимало предметів читали тут професори Університету. Київським кадетом декілька років був син місцевого генерал-губернатора граф Олексій Ігнатьєв – пізніше знаний військовий дипломат, автор спогадів «П’ятдесят років у строю».

У цих мемуарах можна знайти колоритні подробиці кадетського побуту. Зазначено, зокрема, що на харчування кадета відпускалося лише двадцять сім з половиною копійок на добу.

Але, згідно зі свідченням Ігнатьєва, цього було не так уже й мало: «За ці гроші вранці давали горнятко чаю із цукром або молоко… О дванадцятій – сніданок, о п’ятій – обід, що складався з м’ясного, доволі рідкого супу, другої страви у вигляді шматка так званого форшмаку або українських лазанок із сиром, або сосисок з капустою, або домашнього мікроскопічного тістечка, позбавлення якого було звичайним покаранням у молодших ротах… О восьмій вечора, після закінчення всіх занять, знову чай або молоко зі шматком булки». Серед вихованців корпусу можна згадати талановитого художника-пейзажиста Миколу Дубовського.

Тут навчався майбутній знаменитий філософ Микола Бердяєв, онук генерала, щоправда він не любив «воєнщини», почувався у корпусі чужинцем і не закінчив його.

По закінченні свого навчального закладу київським кадетам доводилося воювати у різних умовах і на різних фронтах. Серед них були льотчик-ас часів Першої світової війни Євграф Крутень, сумнозвісний головнокомандувач російської армії у 1917 році Микола Духонін, командир білогвардійців добровольців Михайло Дроздовський, головнокомандувач збройними силами Радянської республіки Сергій Каменєв, військові міністри УНР Всеволод Петрів і Олексій Галкін…

При корпусі діяв домовий храм Св. Володимира. Його часто відвідували мешканці сусідніх поселень. Серед них був і юний Олександр Вертинський, колишній житель Залізничної колонії.

Біля корпусної будівлі був величезний гай зі ставком. У цьому ставку кадетів улітку вчили плавати. Кадетський гай, що складався переважно з беріз та дубів, був улюбленим місцем киян. Тут щороку на початку травня відбувалися масові гуляння. Городяни середніх статків охоче проводили в гаю пікніки із самоварами та домашнім харчем.

Із 1853 року, коли ще тільки споруджували будівлю Кадетського корпусу, було розпочато прокладання Кадетського шосе. Нова магістраль мала поєднати нову площу перед корпусним будинком із Глибочицьким яром, уздовж якого тоді ж вели шлях на Поділ. Значну частину «першого варіанту» Кадетсько го шосе складала сучасна вулиця В’ячеслава Чорновола. У 1892 році, коли у Києві ще тільки народжувався електричний трамвай, одна з перших його ліній пішла до Кадетського корпусу. Згодом шосе було значно продовжено по напрямку нинішнього Повітрофлотського проспекту.

Під час громадянської війни Київський Володимирський кадетський корпус перестав існувати. Його будинок відвели під курси червоних командирів (до речі, одним із слухачів цих курсів був 15-річний Аркадій Голіков – майбутній знаменитий письменник Аркадій Гайдар). Згодом тут діяла Київська піхотна школа. За нацистської окупації будівля постраждала, але її відновили, реконструювали з прибудовою гарного корінфського портика (архітектор Матвій Набойченко, 1952) і віддали під командування й штаб Київського військового округу. Його тоді вважали «кузнею маршалів», адже п’ятеро поспіль повоєнних командувачів КВО (Андрій Гречко, Василь Чуйков, Петро Кошовий, Іван Якубовський, Віктор Куликов) потім стали Маршалами Радянського Союзу.

Монументальна будівля донині зберігає військове призначення. За доби Незалежності тут було розміщено Міністерство оборони та Генштаб Збройних Сил України. На бічному фасаді будівлі можна побачити меморіальні дошки на честь колишніх керівників КВО – командувачів округу Георгія Жукова, Андрія Гречка, Івана Якубовського, Івана Герасимова, начальника окружного штабу Миколи Ватутіна (щоправда Жуков і Ватутін працювали не в цьому будинку, а в довоєнному приміщенні штабу на Банковій).

Історичну будівлю вже не оточує просторий гай. Його частково зрубали ще за громадянської війни. Потім значну частину його теренів зайняв Першотравневий житловий масив. Залишилися тільки невеликі фрагменти Кадетського гаю біля залізничних колій. Варто додати, що сучасна вулиця Кадетський гай у Солом’янському районі розташована зовсім не там, де насправді буяв історичний зелений масив під цією назвою. Ще у довоєнні роки на майданчику біля колишнього Кадетського корпусу проходили спортивні тренування та змагання. У серпні 1944 року тут обладнали стадіон Київського військового округу, а у 1955-му відкрився плавальний басейн КВО – на той час найбільший у Європі. Його фасад прикрашено ефектною колонадою. Біля ванни для плавання розміром 50х25 м з 10 доріжками влаштовано трибуни на 1500 місць. Головна спортивна арена комплексу КВО розрахована на 11–12 тисяч глядачів. Споруджено також тир, тренувальні зали для важкої атлетики, гімнастики, боксу, фехтування, спортивних ігор, відкриті ігрові майданчики. Нині цей комплекс є базою Центрального спортивного клубу Збройних Сил України.