Первая на Руси каменная церковь была освящена в Киеве в честь пресвятой Богородицы 12 мая 996 года, в эпоху княжения Владимира Великого. Название ее - десятинная - связано с тем, что на ее возведение и поддержание Владимир Великий выделил десятую часть своих доходов - десятину. В источниках Десятинную церковь нередко называют церковью Богородицы.

Церковь представляла собой крестово-купольный шестиярусный каменный храм. В начале 11 века была повреждена пожаром, но вскоре ее восстановили и с трех сторон добавили галереи. Десятинная церковь была богато украшена мозаиками, фресками, резными мраморными и шиферными плитами. Иконы, кресты и посуда были привезены из Херсонеса Таврического в 1007 году. Кроме главного алтаря у церкви имелись еще два: святого Владимира и святого Николая.

В Десятинной церкви находилась княжеская усыпальница. В ней были похоронены христианская супруга Владимира - византийская царевна Анна, умершая в 1011 году, а затем и сам Владимир, умерший в 1015 году. Также сюда были перенесены из Вышгорода останки княгини Ольги. В 1044 году Ярослав Мудрый похоронил в Десятинной церкви посмертно «крещенных» братьев Владимира - Ярополка и Олега Древлянского.

В 1169 году церковь разграбили войска Андрея Боголюбского, в 1203 году - войска Рюрика Ростиславича. В конце 1240 года орды хана Батыя, взяв Киев, уничтожили Десятинную церковь - последний оплот киевлян. По преданию, Десятинная церковь рухнула под весом набившегося в нее народа, пытавшегося спастись от монголов.

Раскопки руин храма начались в 30-х годах 17 века по инициативе митрополита Петра Могилы. Позже в руинах был обнаружен саркофаг князя и его супруги Анны. Княжеский череп захоронили в храме Спаса на Берестове, потом перенесли в Успенский собор Киево-Печерской лавры. Другие останки были захоронены в Софийском соборе.