У Святослава было трое сыновей, из которых, по словам летописей, Ольга больше всего любила младшего, незаконного Владимира – будущего великого князя, крестителя Руси. Семена веры заронила в нем бабушка – княгиня Ольга. В 968 году, покуда Святослав был в военном походе, на Киев напали печенеги: они окружили город, в котором находились Ольга с малолетними княжичами. Княгиня руководила обороной города, что было весьма нелегко – почти все воины ушли вместе со Святославом. Лишь чудом удалось известить Святослава: «Ты князь, ищешь чужой земли и о ней заботишься, а свою землю покинул. А нас чуть было не взяли печенеги, и мать твою, и детей твоих. Если не придешь и не защитишь нас, то захватят нас. Неужели не жаль тебе своей отчины, старой матери и детей своих?» Бросив все, Святослав помчался на выручку родному городу и снял осаду с Киева, жители которого уже начинали изнемогать от голода. Едва освободив город, князь стал собираться в новый поход – однако Ольга сказала: «Видишь, я больна. Куда хочешь уйти от меня? Когда похоронишь меня, отправляйся куда захочешь».
Через несколько дней княгиня Ольга скончалась – согласно летописи, это произошло 11 июля 969 года. Согласно своей последней воле, Ольга была похоронена без тризны, по христианскому обряду. Позже ее внук, князь Владимир, повелел перенести ее мощи в построенную им Десятинную Успенскую церковь. Мощи были упокоены в каменном саркофаге, и через окошко в крышке можно было наблюдать ее нетленное тело. Причем, по свидетельству летописцев, истинно верующим было видно не только лицо святой княгини, но и изливающееся от него сияние: «Иже с верою придет, отворится оконце, и видит честное тело лежаще цело и дивится чуду таковому – толико лет в гробе лежаще телу неразрушившемуся. Достойно похвалы всякой тело то честное: в гробе цело, яко спя, почивает». Неверующие же видели просто каменный саркофаг.
В Повести временных лет о княгине Ольге сказано: «Была она предвозвестницей христианской земле, как денница перед солнцем, как заря перед рассветом. Она ведь сияла, как луна в ночи; так и она светилась среди язычников, как жемчуг в грязи; были тогда люди загрязнены грехами, не омыты святым крещением». Княгиня Ольга чтится христианской церковью как равноапостольная – подобной чести, кроме нее, удостоены лишь четыре женщины за всю историю христианства. Память равноапостольной Ольги празднуется православными церквами русской традиции 11 июля по юлианскому календарю, а католическими и другими западными церквами – 24 июля по григорианскому. Она считается покровительницей вдов и новообращенных христиан, но также и святой заступницей земли Русской.