Собор в ім’я архістратига Михаїла заклав 11 липня 1108 року князь Святополк Ізяславич у родовому монастирі свого батька; князя поховали тут 1113 року. Це був перший на Русі храм із позолоченим верхом. У 1716–1719 роках звели барокову дзвіницю висотою близько 49 метрів; вісь між Михайлівською і Софійською дзвіницями стала стрижнем панорами старого Києва.
1922 року монастир ліквідували. У 1934–1937 роках собор, дзвіницю, покої настоятеля й частину муру знесли під урядовий центр, який так і не звели; частину мозаїк і фресок вивезли. 1995 року відбудову оголосили загальнодержавним пріоритетом. Під керівництвом архітектора Юрія Лосицького в 1997–2000 роках відтворили дзвіницю й собор. На стінах — меморіальні дошки Олесю Гончару, одному з ініціаторів відбудови, і археологові Миколі Макаренку.