X век нашей эры. Византийский император Василий II, который с самого начала правления столкнулся с разгромом своего войска болгарами и мятежом военачальников, обращается за помощью к правителю русских земель – князю Владимиру. По условиям достигнутого соглашения Владимир отправляет в Византию войска, а император выдает за него свою сестру Анну, но только в том случае, если князь примет христианство. Но император нарушает договор. Тогда разгневанный князь выступает на Херсонес и после нескольких месяцев осады завоевывает этот неприступный город. Василий вынужден сдержать свое слово. Князь Владимир принимает крещение, женится на Анне и возвращается с молодой супругой в Киев.

Роман «Когда пал Херсонес» открывает трилогию исторических романов о Киевской Руси писателя Антонина Ладинского. В трилогию также входят романы «Анна Ярославна – королева Франции» и «Последний путь Владимира Мономаха».