Кирилловская церковь, построенная в первой половине XII века, является одним из древнейших сохранившихся храмов Киевской Руси. Церковь возводилась в качестве главного собора Кирилловского Свято-Троицкого монастыря и семейной усыпальницы черниговских князей Ольговичей. Впоследствии храм неоднократно перестраивали. Особенно изменился облик церкви в XVII веке, когда к церкви пристроили четыре купола, и в XVIII веке, когда архитектор Иван Григорович-Барский реконструировал храм в стиле украинского барокко.
В конце XVIII века монастырь упразднили, а в его зданиях разместили больницу. Тогда были закрашены древние фрески, которые восстановили в 80-е годы XIX века (на сегодняшний день сохранилось порядка 20% фресок XII века) — в работах по поновлению фресок тогда участвовал еще никому не известный художник Михаил Врубель. Он же написал образы для мраморного иконостаса церкви. В 1920-е годы монастырь снова переделали в больницу, с 1929 года Кирилловская церковь является музейным объектом. В 1995 году в храме возобновились богослужения, а с 2011 года снова работает монастырь.
