Построен в 1132—1136 годах при княжении сына Владимира Мономаха — Мстиславе Великом, на Подоле, у подножия Замковой горы. Упоминается в «Слове о полку Игореве» в связи с возвращением в Киев из половецкого плена героя этого произведения князя Игоря Святославича. Церковь представляла собой небольшой трёхнефный храм, увенчанный куполом. Стены свода были украшены фресками, пол — глазурованными и мозаичными плитами.

В 1240 году храм был почти разрушен при нашествии монголов. К 1474 году восстановлена и празднично освящена, однако уже 1482 году вновь сильно пострадала при набеге крымского хана Менгли-Гирея на Киев.

Несколько раз реконструирована: в 1613—1614 годах после пожара 1611 года итальянским архитектором Себастьяно Брачи, а также в 1770-х годах в формах украинского барокко архитектором Иваном Григоровичем-Барским, который вероятно здесь и похоронен. В XIX веке после крупного подольского пожара 1811 года реконструирована с элементами классицизма городским архитектором Андреем Меленским. Перед фасадом церкви, называвшейся в XIX веке Успенской, вместо деревянной была сооружена каменная колокольня.

Церковь Богородицы Пирогощи в период средневековья служила общественным центром киевлян, позже при ней функционировали школа, сиротский приют, больница для неимущих, городской архив. В 1613—1633 годах, когда Софийский собор был захвачен униатами, церковь Богородицы Пирогощи являлась одним из центров Киевской митрополии. В 1654 году на площади перед церковью принесли присягу русскому царю киевские мещане. Близ церкви происходили торжественные церемониалы Киевского братства.

Снесена городскими властями в 1935 году, заново построена в 1997-98 годах. Реконструирована в формах XII века и является сегодня одной из архитектурных доминант Контрактовой площади. Вопрос исторической достоверности остаётся предметом споров.