Досліджували К. Гупало, Г. Івакін, М. Сагайдак, Л. Степаненко 1976—80 та Г. Івакін 1994, 1996. Закладена 1131 великим князем київським Мстиславом Володимировичем («...заложи церковь Мстислав святия Богородица Пирогощюю»). Будівництво закінчене 1135. Згадується в «Слові о полку Ігоревім». Перебудована за проектом арх. С. Брачі 1613 та після пожежі 1811. Одна з версій походження назви пояснює її тим, що на храмовій іконі, привезеній із Візантії, були зображені вежі (грецькою «піргос») Влахернського монастиря у Константинополі. Церква була міським собором, де зберігали магістратський архів і ховали найвидатніших і найвельможніших городян (зокрема арх. І. Григоровича-Барського). 1935 церкву висаджено у повітря. Перед руйнуванням І. Моргілевський зробив її архітектурні обміри. Храм — однобанна, двоярусна, хрещата, шестистовпна, триапсидна споруда. Розміри 24,7 х 16,94 м. Фундаменти стрічкові, найпотужніші з усієї давньоруської архітектури, перевищують глибину 4,0 м. Складені з буту, битої плінфи, будівельних блоків на цем'янковому розчині. У верхній частині фундаментів для вирівнювання поверхні викладено кілька шарів з плінфи (по 3—7 рядів у кожному шарі). Для фундаменту і нижніх частин мурування, переважно стовпів, використано матеріали (бут, плінфа, блоки кладки з фрагментами фрескового розпису, шматки тиньку з графіті) з більш давньої будівлі, спорудженої в техніці змішаного мурування. Плінфа з неї розмірами 30,0—32,0 х 28,0—29,0 х 5,0—5,5 см доброї формовки й випалу, темно-червоного кольору з великими вкрапленнями кварцу. Напрямок стін на деяких ділянках не збігається з напрямком фундаментів (іноді до 11°). Між собою фундаменти також не паралельні. Стіни збереглися на висоту до 2,0 м. Товщина східної, північної та південної стін — 1,3—1,7 м. Стовпи хрещаті, західна пара стовпів розширюється у бік центральної нави, виділяючи нартекс. Довжина сторони підбанного квадрату — 5,14 м. Внутрішні лопатки пласкі. Фасади розділені лопатками з напівколонами (шир. 1,3 м, діам. напівколон 0,83 м), які збігаються з внутрішнім членуванням будівлі. Загальне винесення лопаток на бл. 0,5 м від площини стін відповідає ширині верхнього зрізу фундаменту. Лопатки на кутах будівлі пласкі з двома уступами. Вузькі пілястри на апсидах з'явилися після реконструкції 1613. Кладка порядова, на цем'янковому розчині рожевого кольору з плінфи (28,0—29,0 х 23,5—24,0 х 4,5—4,8 см) поганого формування і випалу. На плінфах збереглися відбитки лап тварин, листя, прокреслені паралельні й хвилясті лінії, на торцях плінф з аспид трапляються прокреслені хрестики. В апсидах і стінах на висоті 1,9 м від верхнього зрізу фундаменту були наскрізні отвори від риштування. З заходу до будівлі прилягають фундаменти дзвіниці 19 ст., на південний схід від неї — недосліджені залишки дзвіниці 18 ст. (арх. І. Григорович-Барський).

Матеріали досліджень зберігаються в Музеї історії міста Києва та в Державному історико-архітектурному заповіднику «Стародавній Київ».
1998 церкву відбудовано у давньоруських формах. Фундаменти і рештки стін законсервовано й музеєфіковано. Тепер — діючий храм [1115].