Обитель засновано неподалік древньої Варязької печери, в 1051 році за князя Ярослава Мудрого, ченцем Антонієм, як печерний монастир. Один із перших монастирів Русі, що поклав початок руському чернецтву. Співзасновником монастиря вважається один із перших учнів Антонія — Феодосій.

У 1058 році, з благословення преподобного Антонія, преподобний Варлаам побудував над печерою дерев'яну церкву на честь Успіння Пресвятої Богородиці.

У XI столітті монастир став центром розповсюдження і затвердження християнства у Київській Русі. У лаврі працювали відомі літописці Никон Великий і Нестор (автор «Повісти минулих літ»).

У XII столітті отримав статус «лаври» — головного великого монастиря.

У XIII столітті складено «Києво-Печерський патерик» — важливе джерело з історії Києва.

У 1416 році спалений ординцями під проводом Едигея під час нападу на Київ. Відбудована в 1470 році[1].

У XVII столітті архімандритом монастиря був Петро Могила.

21 квітня 1718 року згоріли «всі будівлі, церква велика, дзвони, ризниця»[2][3][4].

У XVIII столітті Лавра стала найбільшим церковним феодалом в Україні: їй належали 3 міста, 7 містечок, близько 200 сіл і хуторів, понад 70 000 кріпаків, 2 паперові, 11 цегляних і 6 скляних виробень, понад 160 винокурень і вітряків, близько 200 шинків, 2 кінні фабрики.

Києво-Печерській лаврі було підпорядковано багато дрібних монастирів і так звані пу́стині (зокрема Китаївська, Микільська та інші під Києвом) з їхніми угіддями і кріпаками в Україні, Росії, також Білорусії. Відіграла важливу роль у розвитку давньоруської культури, була центром літописання. Тут перекладалися на церковнослов'янську мову і переписувалися твори іноземних авторів.

У XIX ст., як і раніше, Лавра проводила значні будівельні та ремонтно-реставраційні роботи. У період реконструкції Печерської фортеці, у середині XIX ст., навколо Нижньої території Лаври споруджено кам'яний фортечний мур.

Наприкінці ХІХ ст. за проєктом архітектора В. Ніколаєва побудовано Трапезну палату і церкву. Під керівництвом архітектора О. Щусєва були розписані інтер'єри церкви і Трапезної палати.

Обитель виявляла турботу про здоров'я ченців та прочан. У 1849 році на теренах монастиря побудована Лікарня при Микільському монастирі на два поверхи, а також лікарня для прочан та мандрівників, яка щороку обслуговувала понад 500 хворих.

У 1873 році в Києві при Церковно-археологічному товаристві започатковано перший загальнодоступний музей міста — Церковно-археологічний, унікальна колекція якого налічувала понад 30 000 експонатів. Метою його створення було визначено захист та зібрання церковних старожитностей, а також вивчення церковної історії. За своїми організаційними принципами музей був закладом цивільним, діяв на громадських засадах та існував на добровільні пожертви. Створення цього музею знайшло глибоке розуміння серед духівництва — від сільських пастирів до настоятелів монастирів та єпископату, багато з яких ревно сприяли поповненню колекції музею.

У 1592—1688 роках монастир був ставропігією Вселенського патріархату з центром у Константинополі, із 1688 року — Московського патріарха, із 1786-го — Київського митрополита.