Последняя церковь, которая имела название Крестовоздвиженской сгорела в 1677 году. В 1690 году появляется первая Андреевская церковь, которая была деревянной, но со временем она сама по себе разваливается. С тех пор на горе был установлен, т.н. Андреевский крест. В середине XVIII столетия по заказу императрицы Елизаветы начинается строительство Андревской церкви. Существовало несколько проектов новой церкви, но преимущество отдали итальянцу Бартоломео Расстрелли. Все работы по проектом Расстрелли выполнял архитектор Иван Мичурин, который существенно дополнил итальянского творца шедевров. Интересно, что некоторое время строительство не начиналось, так как столкнулось с неожиданной преградой — священники вовсе не желали снимать освященный крест, который все еще стоял на горе и чинили этому акту всяческие преграды. Но так или иначе в 1749 году храм начал строиться.
Андреевскую церковь часто называют лебединой песней выдающегося мастера отечественной архитектуры Бартоломео Растрелли. Возвышается она на одной из круч Старокиевской горы на месте бывшего бастиона Старокиевской крепости.
Построена Андреевская церковь по заказу императрицы Елизаветы Петровны. Проект здания разработан Б. Растрелли в 1748 году, строительные работы велись в 1749-1754 годах под руководством известного московского зодчего Ивана Мичурина. В создании храма участвовали многие специалисты Петербурга, Москвы, Киева, поэтому Андреевская церковь — памятник творческого содружества русских и украинских мастеров.
За свою историю церковь многократно ремонтировалась. Уже в первые годы по окончании строительства она пришла в запущенное состояние, поскольку после смерти Елизаветы Петровны царский двор перестал интересоваться киевскими постройками. Освящение храма состоялось лишь в 1767 году. В XIX веке несколько раз ремонтировались верха здания, что привело к грубому искажению первоначальной формы очертания купола и утере его декора. В таком виде памятник находился до 70-х годов XX века.
С 1917 года по 1953 год неоднократно проводились работы по укреплению фундаментов Андреевской церкви и холма, на котором она стоит, по отведению подпочвенных вод, выполнялся ремонт фасадов, интерьера, производилась консервация живописи и резьбы.
В 1970 году по заказу Софийского заповедника из Венского музея Альбертина были получены фотокопии хранящихся там растреллиевских чертежей Андреевской церкви. По этим чертежам киевские реставраторы в 1978 году восстановили первоначальную форму купола, и этот замечательный памятник русского и украинского зодчества предстал перед киевлянами таким, каким его проектировал Б. Растрелли.
Андреевская церковь — одна из самых ярких построек стиля барокко, который распространился в отечественной архитектуре и искусстве в конце XVII века — середине XVIII века. Придя с запада, этот стиль подвергся влиянию местных традиций и приобрел своеобразные национальные черты.
Для барочных сооружений характерны парадность, эффектность, живописность и динамичность архитектурных форм, богатство декора, яркая контрастная окраска стен, обилие позолоты. Все эти черты присущи Андреевской церкви.
Чтобы поставить храм на вершине холма, строители возвели под ним стилобат в виде двухэтажного жилого здания, примыкающего к срезу кручи. Его завершает огражденная балюстрадой паперть, куда ведет с улицы широкая чугунная лестница. Андреевская церковь — крестообразная в плане постройка, вытянутая по оси запад — восток. Ее размеры 31 х 20 метров, высота — 47 метров. Высота стилобата — 15 метров. Внутри церковь перекрыта одним большим куполом диаметром 10 метров. Однако снаружи это пятиглавый храм: четыре декоративные малые главки поставлены на контрфорсы, размещенные по диагонали здания, что создаёт эффект традиционного пятиглавия храма. Силуэт церкви построен на контрасте между массивной центральной главой и изящными угловыми куполами, направляющими движение архитектурных масс ввысь. В оформлении фасадов впервые объединены лепной декор и чугунное литье.
Здание опирается на каменные столбовые фундаменты, которые были сооружены И.Ф.Мичуриным взамен предусмотренных в проекте свайных. В связи со сложными гидрогеологическими условиями участка, насыпные и просадочные грунты, высокий уровень грунтовых вод, он закладывает фундаменты разной глубины: со стороны Днепра 13,9 а со стороны Андреевского спуска -12,9 м от поверхности площадки паперти, И.Ф. Мичурин внес изменения и в инженерную часть проекта, заменив деревянные конструкции купола кирпичной кладкой и построив деревянную лестницу подход вместо подъезда к церкви, в 1844 году лестница была заменена на чугунную.
За всю свою историю время, когда она выполняла свою прямую функцию, можно пересчитать на пальцах одной руки. Неудачное местонахождение и, вследствие этого, угроза постоянных сдвигов — вот те причины, которые ставили Андреевскую на границу полного уничтожения. Уже в1787 году, после смерти Елизаветы, храм приходит почти в полное запустение. Лишь вмешательство русской императрицы Екатерины спасло церковь. В 1843 году в следствии сильного сдвига церковь дает трещину. Нужна была немедленная реставрация, которую и сделали, правда, утратив при этом некоторые элементы Растрелли. В начале XX столетия храм снова сталкивается с теми же проблемами. Его полная реставрация за чертежами Растрелли была осуществлена Владимиром Николаевым в 1900 году.
Экстерьер поражает богатством декора. Стены здания и барабаны куполов расчленены по вертикали пилястрами и колоннами коринфского и ионического ордеров. Цоколь, стены и барабаны куполов завершаются карнизами сложного профиля. Круглые окна обрамляет роскошный лепной орнамент, на фронтонах размещены чугунные картуши с монограммой императрицы Елизаветы.
Живописность фасадов усиливает яркая раскраска: на бирюзовом фоне стен выделяются белые колонны, пилястры, карнизы, сверкают позолотой чугунные капители, картуши, по граням темно-зеленого купола извиваются золоченые гирлянды.
Тот же принцип декора сохранен в интерьере, который воспринимается единым архитектурным объемом. Здесь также расчлененные плоскости стен сочетаются с богатой позолоченной лепкой, обрамляющей окна-люкарны и украшающей купол. Главным акцентом в интерьере является иконостас. Это трехъярусное монументальное сооружение мягких криволинейных очертаний. На пурпурном фоне выделяются позолоченные пилястры, карнизы и богатые резные обрамления икон, имеющих разнообразные размеры и сложные контуры. Поверхность царских врат покрыта сплошным кружевом резьбы. В декор введена скульптура — головки херувимов, фигуры ангелов, трехфигурная группа «Распятие», завершающая иконостас.
Б. Растрелли руководил всеми работами по оформлению интерьера. Он выполнил не только проект иконостаса, но и его рисунок-шаблон в натуральную величину, по которому петербургские резчики Иосиф Домаш и Андрей Карловский изготовили все резные детали. Монтированием иконостаса в Киеве руководил мастер Иоганн Грот. За иконостасом в алтаре находится надпрестольная сень на витых позолоченных колонках, украшенных гирляндами цветов. В интерьере привлекает внимание кафедра для проповедника, которую поддерживают две позолоченные фигуры ангелов. Большой интерес представляет живопись Андреевской церкви середины XVIII века — иконы иконостаса, роспись кафедры, картины в куполе, написанные масляными красками на холсте. Большую часть икон выполнил в Петербурге художник И. Вишняков с учениками. Живопись на оборотной стороне иконостаса создали украинские художники И. Роменский и И. Чайковский. Наибольшую ценность имеют работы талантливого русского живописца Алексея Антропова: роспись кафедры, купола, большая картина «Тайная вечеря» в алтаре, часть икон в иконостасе. На иконе «Успение Богородицы» сохранилась его подпись.
Хотя вся живопись Андреевской церкви написана на религиозные сюжеты, она по манере исполнения представляет собою светские картины с характерными для стиля барокко эффектными позами, нарядными одеждами, обилием бытовых деталей, пейзажами и натюрмортами. Это реалистичное, жизнеутверждающее искусство, лишенное религиозного аскетизма. Живопись органично связана с резьбой, лепным декором и архитектурными формами здания.
На западных стенах трансепта находятся две картины XIX века — «Выбор веры князем Владимиром» неизвестного автора и «Проповедь апостола Андрея» художника Платона Бориспольца. Это большие исторические полотна, содержание которых связано с рассказами древнерусских летописей. Выполнены эти работы в характерной манере классицизма.
В целом интерьер Андреевской церкви — светлый, нарядный, мажорный — производит впечатление парадного дворцового зала.
По своей художественной выразительности, смелости и оригинальности замысла Андреевская церковь является одним из шедевров отечественного зодчества XVIII века. Совершенство линий, четкие пропорции, удивительная гармония форм и окружающего ландшафта принесли этому памятнику всемирную славу.
В 1968 году Андреевская церковь объявлена музеем. В нынешнее время Андреевская церковь отреставрирована. К главным святыням церкви принадлежит частица мощей Андрея Первозванного, привезенная из Италии и хранящаяся в специальном ковчеге. Паломников привлекало дарованное императором Александром Евангелие в драгоценном, усыпанном бриллиантами, окладе.
10 ноября 2018 года Андреевская церковь передана в «безвозмездное постоянное пользование» Константинопольскому Патриархату для совершения богослужений, религиозных обрядов, церемоний и процессий. Её использование Константинопольским Патриархатом будет осуществляется с соблюдением законодательства Украины об охране культурного наследия.
