Легенда о строительстве Успенского собора подробно описана в «Киево-Печерском Патерике». «Пришло из Царьграда четверо мастеров церковных, мужей весьма богатых, в Пещеру к великому Антонию и Феодосию, говоря: «Где хотите заложить церковь?» Они же ответили им: «Где Господь место наречет!». Те же говорят: «Когда же предсказывали смерть свою, почему же, места не назначив, столько золота дали нам?»
В главе 2 «Слово о приходе мастеров церковных из Царьграда к Антонию и Феодосию» рассказывается, как пришли к святым Антонию и Феодосию четверо византийских строителей и рассказали странную историю. Каждый из них рано утром на восходе солнца, когда они спали в своих домах, увидел красивых ангелов, которые сказали: «Зве вас царица во Влахерну» (то есть в церковь Богородицы во Влахернах в Константинополе). Строители «пошли, взяв с собой друзей и родственников своих, и все вместе сошлись, и все слова Богородицы слышали, и все были свидетелями. И увидев в церкви царицу, окруженную множеством воинов, поклонились ей». А она сказала им: «Хочу построить себе церковь на Руси, в Киеве, и велю вам это сделать. Возьмите золота себе на три лета», и рассказала, что строители должны прийти к Антонию и Феодосию Печерским. Богородица сказала: «Сей, Антоний, только благословив, отходит от мира сего навеки, а Феодосий – на второе лето по нем отойдет ко Господу. Вы же возьмите сколько надо золота, а почту вас тем, чего не может дать никто: дам вам то, о чем ухо не слышит, и на мысль человеку не приходит. Приду и Сама смотреть церковь и в ней хочу жить», дала мастерам мощи мучеников – Артемия и Полиекта, Леонтия, Акакия, Арефы, Иакова и Федора, и сказала: «Сие положите в основание». «И сказала нам: «Выйдите наружу и увидите размеры ее». И увидели церковь в воздухе». Перед глазами пораженных мастеров наружу в воздухе появилось изображение церкви, чтобы знали они, как ее строить. «И, вернувшись, поклонились ей и спрашиваем: «О, госпожа, а какое имя дать церкви?» Она же ответила, что «в Свое Имя хочу назвать». Она же сказала: «Богородичная будет!»
Из рук Богородицы получили греческие мастера и наместную икону, она же рассказала им, по какому мерилу ее строить, и увидели они Антония и Феодосия, и получили из их рук золото за работу. Греки же клятвенно твердили, что «не только от ваших рук золото взяли перед многими свидетелями, но и к кораблю с ними вас провели». И по отъезде вашем еще месяц пробыли, собираясь в путь. А сегодня десятый день, как покинули Царьград. Спросили у Царицы о размере церкви, а она и говорит нам: «За меру положила пояс Сына Моего, по Его повелению».
Для того, чтобы определить место для новой церкви, три ночи молился святой Антоний. В один день на всей земле была роса, а на месте будущей церкви – сухо, на другой день вся земля была сухая, а на месте будущей церкви – роса, на третий же день, став на месте том, помолился и благословил место то, и измерил золотым поясом ширину и длину. И, возведя руки к небу, сказал Антоний громко: «Послушай меня, Господи, послушай меня! Чтобы поняли все, что Ты хочешь этого!» И тотчас спал огонь с небес, и сжег все деревья и терновник, и, росу высушив, просеку сотворил, подобную рву. Те же, которые были со святым, упали, как мертвые. И оттуда начало той Божественной церкви.
Богородичная церковь была заложена в 1073 году. Сам князь Святослав, сын Ярослава Мудрого, своими руками копал ров под фундаменты и предоставил щедрые пожертвования на новый храм, и 100 гривен золота.
Много чудес сопровождало строительство Богородичной церкви, выстроенной с использованием золотого пояса Шимона. Через десять лет после смерти святых Антония и Феодосия пришли к игумену Печерского монастыря Никону иконописцы из Царьграда и рассказали то, что святые Антоний и Феодосий заплатили им золото и наняли расписать церковь. «Пришли из того же Богохранимого града Константинова к игумену Никону писцы иконные, говоря: «…хотим с тобой судиться: нам показывали малую церковку. И ее расписывать подрядились перед многими свидетелями. А эта церковь слишком велика. Вот, возьмите ваше золото, а мы вернемся в Царьград!» И сказал игумен: «Каковы из себя были те, которые наняли вас?» Писцы же описали вид и образ, и имена назвали Антония и Феодосия! И говорит им игумен: «О, чада! Не могу вам показать их, ибо еще десять лет назад ушли из мира сего, и, непрестанно молясь за нас, неотступно охраняют эту церковь и оберегают свой монастырь, и думают о насельниках его». И, услышав это, греки ужаснулись ответу; привели немало других купцов, греков и обезов (грузин), которые вместе с ними ехали. И сказали: «При них подряжались, взяв золото из тех рук! А ты не хочешь нам показывать их. Когда же преставились, то покажи нам образ их, чтобы и эти видели, есть ли те». Тогда игумен вынес перед ними их икону. Увидели же греки и обезы образы их и поклонились, говоря, что «воистину! Верим, что живые есть и после смерти, и могут помогать и спасать, и заступаться за тех, кто прибегает к ним!». И подарили монастырю муссию (смальту), которую привезли на распродажу. Ею украсили Святой Алтарь.
Увидев «церковь эту на высоте», иконописцы «разгневавшись, что слишком велика, хотели вернуться вниз к устью», а затем домой, недовольные платой, но «той же самой ночью была буря большая на реке (на Днепре)… оказались возле Треполя, и лодия сама шла против течения, будто какая-то сила тянула ее. Следующей ночью опять видели эту церковь и чудесную икону наместную, которая говорила нам: «Люди! Почему напрасно метаетесь, не повинуясь воле Сына Моего и Моей? Если Меня и не послушаетесь, и убежать захотите – всех вас взяв, да и с лодою, поставлю в церкви Моей. И знайте также то, что оттуда не выйдете, но здесь, в монастыре моем, постригшись, и жизнь свою закончите. И я вам дам милость в будущем веке ради его основателей Антония и Феодосия!«… назавтра, встав, хотели бежать вниз, и много трудились, гребя, а лодка вверх шла против того… Подчинившись воле и силе Божией, отдались ей, и скоро под монастырем сама лодка пристала».
Покаялись в грехах иконописцы и остались в Печерском монастыре. «И после того они жизнь свою закончили в монашестве в Печерском монастыре и положены в своем пещерном притворе».
Как писал в 1826 году Киевский митрополит Евгений Болховитинов, «После заложения храма в 1073 г. строительство собора началось лишь в 1075 г. … В 1083 году пришли иконные писцы…; а греческие купцы тогда же привезли и мозаику на украшение церкви…»