Obecna budowla została ufundowana przez księcia Włodzimierza i wzniesiona w latach 1045-1052 na miejscu wcześniejszej, drewnianej z trzynastoma kopułami z 989 roku. Układ kościoła, oparty na pięciu nawach, zbliżony jest do soboru św. Sofii w Kijowie. W XII wieku i kolejnych okresach do soboru niemal z wszystkich stron dostawiono dobudówki. Cebulaste kopuły najprawdopodobniej zostały dobudowane w XIV wieku.