Вперше топонім "Берестове" зустрічається в "Повісті минулих літ" Нестора-літописця ХІІ століття у зв’язку з іменем київського князя Володимира Святославовича. До хрещення він був язичником і мав стільки наложниць, що "200 з них на Берестові". У 980-ті роки це селище на крутих схилах Дніпра, оточене лісами і ярами, було розташоване далеко від центру стародавнього Києва — Старокиївської гори. Згадані в літописі княжий двір і церква, швидше за все, були з дерева і згодом згоріли. На Берестові в 1015 році князь Володимир Хреститель захворів і помер. Будівництво тут кам’яного храму традиційно відносять до періоду князювання Володимира Мономаха. Вважається, що тут були поховані Мономаховичі — доньки Єфимія та Софія, син Юрій, який тричі бував на київському престолі, проте кияни його так і не полюбили, та онук Гліб. Юрій, прозваний Долгоруким, заснував Москву. Тому до 800-річного ювілею столиці СРСР у 1947 році всередині київського храму Спаса на Берестові встановили стилізований саркофаг.

Вид стилізованого саркофага, встановленого в церкві. 1949 рік
Спочатку храм Спаса був просторим, ймовірно однокупольним з місцем для хрещення та високими сходами на хори. На частково відкритій древній стіні видно, що церкву клали муруванням "з утопленим рядом", характерним для стародавніх київських храмів. Плінфа — майже квадратна пласка цегла жовтого кольору — перемежовувалася із шаром штукатурки рожевого кольору, в якому, насправді, був "втоплений" ще ряд плінфи. Стіни здавалися смугастими і виглядали дуже мальовничо. При простоті стародавнього декору прикрасами слугували вікна, ніші, декоративні хрести. До цього часу вціліли дубові поперечки вікон храму. Всередині, на висоті десяти метрів, були хори. Примітно, що така висота майже не зустрічалася в давньоруських храмах. Стіни церкви прикрашав фресковий живопис. До ХІ-ХІІ століть відносяться також знайдені на території різьблені шиферні плити із зображеннями язичницьких богів Кібели і Геракла.
Берестове неодноразово зазнавало набігів і руйнувань: половцями, татаро-монголами, кримським ханом. Після багаторазових руйнувань храму, розписи заштукатурили та забули про них майже на 400 років. Відновлення православних храмів за часів Речі Посполитої домагався київський митрополит Петро Могила. Він збирав пожертви і сам був великим благодійником. При відтворенні храму Спаса в 1640-і роки було створено нові фрески, що мають велику цінність. "Ктиторська" (портрет покровителя) фреска біля входу зображує митрополита, який припадає до ніг Вседержителя. Це — чудовий зразок українського портретного живопису XVII століття.
Сирійський мандрівник Павло з Алеппо писав, що київські художники зуміли домогтися повної схожості. Побутові деталі мають сцени Благовіщення і Різдва Христового. Зображено, що повитуха пробує рукою температуру води в купелі. У сценах Благовіщення завжди присутні квіти. На Берестові — це ваза з яскравими живими квітами на столику. У сценах детально змальовано одяг і навіть зачіски. Фрески церкви Спаса на Берестові унікальні за своїм віком та реалістичністю. Вони виконані "перстами греків", майстрів з Афона, про що свідчать написи на стінах. Після відновлення стародавнього зруйнованого храму він поступово став набувати форм бароко: добудували куполи та дзвіницю у класичному стилі, всередині з’явилися різьблені та карбовані прикраси золотих справ майстра Федора Коробки.

Церква Спаса на Берестові. З гравюри ХІХ століття
У 1970 році в церкві проводили роботи зі зміцнення штукатурки розписів XVII століття. Саме тоді, коли свердлили отвори для зміцнюючого розчину, виявили древні фрески, яким близько тисячі років. Художники, що писали нові сюжети при відновленні церкви Петром Могилою, не побачили їх на стінах, які були заштукатурені чотири століття тому. Зараз фрески частково експонуються на території Києво-Печерського заповідника.
Кожна реставрація церкви Спаса підкидає сюрпризи. Наприклад, дослідники з’ясували, що в давнину храм був удвічі більшим, а також знайшли три пірофілітові саркофаги часів Київської Русі. На стінах виявилося безліч графіті — продряпаних написів різних років та різними мовах, в основному — це звернення до Бога. Зовсім недавно реставратори виявили в кроквах під лівим від дзвіниці куполом стакан тридюймового артилерійського снаряда вагою шість кілограмів. Він застряг там сто років тому, коли в січні 1918 року більшовики обстрілювали Київ артилерією, тоді кілька снарядів поцілили в церкву.
Велика реставрація проводиться в наш час на гроші меценатів. Через побудований в XVIII столітті оборонний вал Печерської фортеці під фундаментом церкви постійно накопичувалися ґрунтові води. Тому зараз робиться дренаж навколо фундаментів, крім того, ремонтують покрівлю, склепіння і фасади. Італійські колеги київських музейників надали апарат, який за допомогою електромагнітних хвиль сушить стіни всередині. Замовником проекту реставрації виступила громадська організація "Андріївська пейзажна ініціатива". Проект передбачає не тільки реставрацію самого храму та фресок, а й благоустрій прилеглої території Спаського бастіону Печерської фортеці.