Михайловский Златоверхий собор был построен на месте, где в XI веке существовал Дмитриевский монастырь. В 1108 году князь Святополк приказал возвести в обители центральный собор во имя Михаила Архангела, предводителя небесного воинства. В 1113 году однокупольный собор был построен и освящен. Михайловский собор пользовался большой популярностью и долгое время служил усыпальницей киевских князей.
В 1240 году Михайловский монастырь был разграблен и поврежден татаро-монгольскими войсками. В последующие годы храм неоднократно перестраивали. Вместо одного купола у него появилось семь куполов.
В 1934 году Киев стал столицей УССР, а через год, не смотря на многочисленные протесты киевской интеллигенции и ученых, было принято решение снести Михайловский собор, чтобы объединить Софийскую и Михайловскую площади в большой плац для парадов и демонстраций. Рядом планировалось построить правительственный центр, а на месте Михайловского монастыря должно было стоять здание Совнаркома УССР.
В 1937 году храм взорвали, но здание Совнаркома так и не построили, поэтому в последующие десятилетия на этом месте был обширный пустырь.
В 1997 году было принято решение о его возрождении и при поддержке президента Украины и городских властей начались восстановительные работы. Часть древних фресок и мозаик прежнего собора после разрушения сохранились в «Софийском соборе», в Третьяковской галерее (Москва) и Русском музее (С.-Петербург). Из прежнего убранства храма уцелели две плиты с рельефным изображением загадочных скачущих всадников. Остальные украшения современного интерьера взяты из музея (деревянный иконостас в стиле барокко) или выполнены украинскими художниками, причем росписи подчинены канонам древнерусской храмовой живописи.
Возрожденный Михайловский Златоверхий собор принадлежит Киевскому патриархату, освятили храм в 2000 году.
Трехъярусная колокольня, высотой 49 м была построена на средства игумена Иосифа Борецкого в 1716-1719 годах, в 1935 году была разрушена и восстановлена в конце 1990-х годов. Сейчас на месте старинных курантов на ней установлены электронный часы с набором колоколов, каждый час вызванивающие известные украинские мелодии. К югу от собора находится трапезная одноглавая церковь Иоанна Богослова (1713г), а в часовне, позади собора, можно набрать святой воды.
