Цей храм був побудований князем Давидом Свято- славичем (прав.1097-1123 рр.) як родова усипальниця чернігівських князів і належить до типових витворів давньоруської архітектури початку 12 ст.
У плані храм тринавовий, із шістьма опорними стовпами, що несуть один купол. Із трьох боків, крім східного, собор був оточений галереями та каплицями, що не дійшли до наших днів. Фасади храму були оформлені напівколонами з білокам’яними різьбленими капітелями, які також не збереглися. Єдиною прикрасою стін служить аркатурний пояс, розташований в основі закомар і під карнизом купола.
Собор постраждав у період татарської навали, але був відновлений у другій половині 13 ст. У 1700 р. під час його реконструкції були виявлені два срібні ідоли, прикрашені коштовним камінням. На жаль, Іван Мазепа, що керував реконструкцією, виявив до знахідок повну байдужність і велів виготовити з них царські врата храму.
Сучасний вигляд собору відтворений завдяки видаленню надбудов 18-19 ст. Стан стін собору не дозволив відкрити його первісну цегляну кладку, тому споруду поштукатурили.