Церковь существовала до 1240 года, а потом татары под предводительством хана Батыя разорили ее. От храма не уцелело ни одной стены, и почти 400 лет он лежал в развалинах. В 1635 году митрополит Петр Могила захотел восстановить храм Святого равноапостольного князя Владимира и в новопостроенной церкви поставил образ Святителя Николая, отчего в народе она стала называться Церковью Николая Десятинного.
…Митрополит Петр Могила, по обыкновению своему посещавший святые храмы каждую субботу, однажды пошел в церковь Святителя Николая. После молитвы он вышел из храма и, обозревая окрестности, случайно увидел недалеко от церкви небольшую ямку. Когда по повелению митрополита ее раскопали, то нашли два каменных гроба, в которых (как потом установили ученые) лежали останки князя Владимира и супруги его — греческой царевны Анны. Голову князя сначала положили в церкви Преображения Господня, а потом перенесли в Киево-Печерскую лавру.
В левой части церкви, у южной стороны придела святого архидиакона Стефана, в серебряной раке открыто почивают нетленные мощи святителя Михаила — первого митрополита Киевского, который был сподвижником князя Владимира и в 988 году крестил 12 его сыновей и весь русский народ. В этом же приделе, возле южной стены, под золотой сенью стоит серебряный ковчег с изображением святого первомученика Стефана, побитого камнями еще в первые века христианства за проповедь среди евреев веры Христовой. В раке находится часть мощей (в частности указательный палец) святого первомученика Стефана; мощи эти были в 1717 году принесены из молдавского Нямецкого монастыря архиепископом романским Пахомием, который потом 7 лет жил в лавре и скончался в 1724 году.
В приделе Иоанна Богослова, под золотой сенью, находится кенотафия с частицами мощей некоторых святых пророков, апостолов, святителей и мучеников. Здесь же хранятся часть древа трапезы Христовой, часть ризы Господней, капля крови Иоанна Крестителя, часть миро великомученика Дмитрия Солунского.
В правой стороне притвора Великой церкви, под золоченой сенью, стоит окованный серебряными позолоченными листами древний чудотворящий гроб преподобного Феодосия — устроителя Печерской обители, давшего ей древний устав православной иноческой жизни. Сначала преподобный Феодосии был погребен в Дальних пещерах, но в августе 1090 года, через 17 лет после его смерти, мощи святого перенесли в Великую церковь и положили в раку, богато украшенную в 1130 году на средства суздальского князя Георгия Симоновича. Впоследствии раку ограбили татары, но мощи преподобного Феодосия еще перед угрозой нападения были скрыты под спудом, где и остаются поныне.