Доля Успенського собору у воєнні роки була не такою радісною. В 1918 році внаслідок артилерійського обстрілу Успенський собор зазнав пошкоджень і для його огляду було створено спеціальну комісію з представників Київської ученої архівної комісії, Товариства дослідження мистецтв і Київського товариства охорони пам’яток старовини та мистецтва. В 1919 році внаслідок розпочатих робот з інвентаризації та опису церков з метою визначення їх історико-художньої цінності проводилось обстеження та фотофіксація Успенського собору. Цей період позначився підвищенням рівня дослідження собору, зокрема в 1937 році під керівництвом І. В. Моргилевського «було проведено спеціальні поглиблені архітектурно-археологічні дослідження й обміри Успенського собору».

Дослідження Моргилевського були перервані у зв’язку з Великою Вітчизняною війною».

Під час тимчасової окупації Києва фашистами в 1941-1943 роках 3-го листопада 1941 року Успенський собор було підірвано. «Відносно того, хто зруйнував Успенський собор, існують різні думки, викладені у низці публікацій». Під час окупації з Успенського собору до Німеччини було вивезено срібні Царські Врата, 120 срібних риз, срібні оправи-прикраси вівтаря і жертовника, Євангелія в срібних оправах тощо, причому вдалося повернути лише незначну частину вивезе ног. «В жовтні 1942 року фашистами було створено спеціальну «контору», яка займалась розбиранням зруйнованих споруд, у т.ч. Успенського собору. Переважно з руїн витягувались придатні для подальшого використання будівельні матеріали: мідь з куполів, дерев’яні вироби тощо».

Після закінчення Другої Світової Війни було відновлено діяльність Києво- Печерського заповідника. В 1945 році архітектурна майстерня, якою керував професор М. М. Дьомін, виконала обміри для складання кошторисів на роботи. Вже в перші повоєнні роки реставратори розробляли методи відбудови зруйнованого собору, зокрема відомі реставратори П.Д. Барановський, Л. П. Сухов пропонували «використати при відновленні собору не лише стіни храму, що збереглися, але й усі вцілілі великі блоки, органічно включивши їх в заново відновлені будівельні обсяги».

«У листопаді 1945 р. в Управлінні справами архітектури при РНК УРСР було розглянуто результати обстеження руїн собору, виконані інженерами П.Г. Гришиним і Л.К. Любимовим. У грудні того самого року були виконані відповідні розрахунки і складений проект укріплення Іоанно-Богословського бокового приділа й південної апсиди давнього осередку храму». Проводились роботи з розбирання руїн собору, а у вересні 1946 року під керівництвом професора Л. Г. Леонтовича було виконано підрахунки обсягів завалів Успенського собору, які залишились після розбирання руїн собору в 1945 році.. В 1945 році співробітники Києво-Печерського заповідника здійснювали архітектурно-археологічне дослідження собору. Тоді ж розроблялося проектне завдання на реставрацію Іоанно-Богословського приділу і вівтарної частини південної нави, а восени 1946 року був розроблений і затверджений відповідний проект. «З 1946 по 1948 рік було розчищено від завалів Іоанно- Богословський боковий приділ, південну частину собору XI ст. і прибудову, в якій була розташована ризниця». Протягом 1946-1949 років були зроблені відповідні доповіді і наукові публікації, в яких висвітлювалась історія Успенського собору. В 1947-1948 роках було вивезено більшу частину завалів, а в 1951 році та в червні-жовтні 1952 року розпочався наступний етап архітектурно-археологічних досліджень під керівництвом М. В. Холостенка. В 1954 році частково розібрали руїни в напрямку з заходу на схід. В повоєнні роки в основному тривали наукові дослідження будівельних матеріалів та конструкцій Успенського собору, які базувалися на проведених натурних обстеженнях, фотофіксації та лабораторних дослідженнях зразків, що дозволило класифікувати зразки плінфи, тиньк, розчини. В 1955 році були опубліковані результати досліджень попередніх років. Отже, обстеження 1945-1954 років дозволили збагатити знання про будівельну техніку і будівельні матеріали давньоруського періоду.

З липня 1962 року протягом року тривав останній період розбирання завалів Успенського собору, що дало змогу визначити стан збереження конструкцій собору, виявити аварійні деструктивні ділянки, зразки будівельних матеріалів, а також продовжились обмірні і науково-дослідні роботи. В 1963 році було розроблено два варіанти проекту консервації руїн Успенського собору, на основі яких підготували «пропозиції щодо консервації об’єкта, які були реалізовані в 1965-1967 роках».

«У 1980-1981 рр. у рамках роботи над історико-архітектурним обґрунтуванням перспективного розвитку Києво-Печерського заповідника розробили підстави відновлення Успенського собору», а в 1981 році Київський міськвиконком і Держбуд України затвердили програму-завдання розробки проекту відновлення Успенського собору. В 1982-1986 роках проводились додаткові археологічні обстеження Успенського собору, особливо його фундаментів, проводились пошуки нових архівних джерел, що вносило свої корективи до будівельної історії собору і дозволило виконати реконструкції архітектурного вигляду собору станом на різні будівельні періоди.