Во время реставрации Успенского собора в 1880-1888 годах с его наружных стен был полностью сбит старый штукатурка. В настоящее время, согласно докладу профессора П. А. Лашкарьова, от древнерусского первоначального храма хранились только две алтарные апсиды – северная и центральная, а южная апсида сохранилась лишь фрагментарно, также западная стена до крыши, церковь Св. Иоанна Предтечи. Все остальные части собора принадлежали к более поздних периодов, причем эти части сводились в разное время, судя по конструкций и материалов кладки. Тогда же были обнаружены новые признаки аварийности здания собора.

«Очень важные данные сообщает П.А. Лашкарев о купола собора и Иоанно-Предтеченского церкви, а также о древний декоративное оформление их фасадов », отмечая при этом, что за образец брались древние бане, в частности, верх церкви Св. Иоанна Предтечи. «От последнего (храма) заимствована зубчатая над окнами арка, которая отличает фонари куполов на Большой лаврской церкви … Несомненно, что рядом таких же зубчатых арок заканчивались и древние стены церкви с северной, западной, южной сторон, и такие же зубчатые арки выступали со стороны восточной над кровлями сводов алтарных апсид ». Возможно, «вивершення барабану было не карнизное, а арочное, как в Софийском соборе в Киеве».

«В 1893 г.. Проводился очередной капитальный ремонт собора, во время которого было полностью обито штукатурка в интерьере памятника на внутренних стенах, столбах, сводах и арках храма. Для обзора пам’ятника  была создана специальная комиссия, в состав которой входил архитектор В. М. Николаев. ». Тогда же проводилось детальное обследование конструкций и строительных материалов собора, состояние конструкций и декоративной отделки Успенского собора. «Во время ремонта храма в 1898 г.. Под полом на хорах бокового придела преп. Антония под сложенной из кирпича печкой были найдены оловянные сосуды с золотыми и серебряными монетами на сумму более 50000 рублей. Эта находка вызвала горячую дискуссию о степени разрушения Успенского собора во время пожара 1718 года.

В конце XIX – начале XX века появилось много новых публикаций об истории Успенского собора, были опубликованы иконографические и текстовые документы, иллюстрации с старых лаврских изданий 1606- 1721 гг. Старые альбомы рисунков Киева, в т.ч. и виды Киево-Печерской Лавры. Шли научные дискуссии о вида Успенского собора в разные исторические периоды.

Отношение к перестроек собора в начале XX в. в некоторых исследователей XX в., таких как В. Сочинский, было отрицательным: «церковь сильно переремонтовано снаружи в 1879-1880 гг. и изнутри в 1883-1901 гг. и тодито, когда самые модерне реставраторы как бы восстанавливали древний вид», погиб главный портал церкви, потому что вместо него приставлен дешевый стеклянный тамбур для удобства; заново обтиньковано стены церкви и тем повреждено барокко лепную декорацию. Но больше всего опустошения сделали внутри церкви. Здесь полностью выбросили лепные работы, как один из самых резких и нежелательных следов латинского влияния.