Собор Михайловского Златоверхого монастыря в Киеве был возведен в 1108-1113 годы по заказу князя Святополка Изяславича. Его облик во многом повторял формы Успенского собора Киево-Печерского монастыря. Древний собор Михаила Архангела представлял собой четырехстолпный крестово-купольный храм с нартексом. Его стены завершало позакомарное покрытие. Над пересечением сводов повышенных центрального нефа и трансепта, образовывавших крест, возносился купол на высоком барабане, прорезанном двенадцатью окнами. Алтарь представлял три высоких граненых апсиды, при этом центральная была соотнесена с высотой центрального нефа, а боковые с пятами сводов восточных прясел боковых фасадов. В интерьере на кресчатые столбы опирались «П-образные» хоры, на которые вела винтовая лестница. Ее объем был встроен в северную часть нартекса.
На фасадах собора, расчлененных лопатками на прясла, кроме окон, располагавшихся ярусами, находились двухуступчатые ниши. В верхней части прясел находились трехчастные композиции двухуступчатых ниш. В уровне расположения хор северный, западный и южный фасады декорировал выложенный из кирпича фриз-меандр, который также был использован для украшения верхней части барабана.
В XVII веке обветшавший собор был перестроен в стиле украинского барокко с сохранение древнего объема, а также первоначальных мозаик и фресок, украшавших интерьер.
В 1934-1936 годах по решению советских властей собор был разобран. Его остатки были взорваны в июне 1937 года. Исследователям и реставраторам, боровшимся за сохранение памятника, удалось получить разрешение на демонтаж настенной живописи. В 1934—35 годах фрагменты подлинных мозаик и фресок были перенесены в киевский Софийскийй собор под руководством В.Фролова. После Великой Отечественной войны ряд фрагментов, которые удалось вернуть из Германии, были переданы в Софийский собор, а также в Третьяковскую галерею и Русский музей.