Церкву преподобного Феодосія Печерського збудовано у 1698-1700 рр. на місті дерев'яної, яку до цього побудували у І половині XVII cт. Гроші на спорудження церкви надав козацький полковник К.Мокієвський.

Існує цікава легенда, пов'язана з перенесенням мощей одного з засновників Києво-Печерського монастиря преподобного Феодосія з Дальніх печер до освяченого Успенського собору на верхній території Лаври. За переказом, наприкінці XI ст., ченці, які несли раку з мощами преподобного, побачили на дорозі великий сухий пень. Біля нього вони зупинилися відпочити, а гробницю встановили на пні. Прокинувшись, ченці побачили, що він покрився зеленими пагонами, хоча до того всихав. Саме на місці цього дива було збудовано першу церкву прп. Феодосія Печерського. Престол у вівтарній частині храму було встановлено на місці, де колись ріс пень.

Спочатку храм належав Києво-Печерській лаврі. Але згодом, коли було споруджено Печерську фортецю церква з приходом у 200 дворів відійшла в розпорядження єпархіального керівництва.

За своїм типом споруда відноситься до українських трикамерних церков і закінчується трьома високими банями. Фасади оздоблені у стилі українського бароко. Стіни розділені лопатками і карнизами. Північний і південний фасад мають по три видовжені віконних отвори. Над ними розташовувалися зображення святих. В два яруси розташовані невеличкі вікна, прикрашені складними наличниками і трикутними сандриками. Внутрішні об'єми церкви відокремлені один від одного високими арками. На хори вели сходи. Живопис у церкві не зберігся.

У 1830 р. церква була оточена будівлями і цегляною огорожею з брамою.

Під час окупації Києва німецько-фашистськими загарбниками храм сильно постраждав від пожежі. У 60-ті рр. XX ст. були проведені реставраційні роботи. У церкві встановили новий іконостас.

В наш час храм належить Українській Православній Церкві (Київського Патріархата).