У стародавньому центрі Черніговв поряд зі Спаським собором височить ще один свідок князівськой доби — Борисоглібський собор (1120-1123 рр.) — усипальниця князів роду Давидовичів, пізніше головний храм кафедрального монастиря, ліквідованого указом російської імператриці Катерини ІІ в 1786 р.
Борисоглібський собор є характерним зразком чернігівської архітектурної школи ХІІ ст. Хрестовокупольний, шестистовпний, увінчаний однією банею (висота 25 м). Фасади храму визначаються великими площинами стін, розбитими тільки півколонами, що йдуть від самого низу до карнизів. Ці півколони завершуються різьбленими капітелями з білого каменю, а стіни — півциркульними аркоподібними закомарами.
Собор справляє враження міці, нерухомості та спокою. Йому притаманні і надзвичайна досконалість цегляного мурування, висока якість цегли-плінфи, витончене і цікаве різьблення білокам’яних капітелей на півколонах фасадів. Застосування в оздобленні фасадів деталей з вапняку, прикрашених рельєфними орнаментами так званого «звіриного стилю», що йде від поганських часів, де рослинні орнаменти поєднуються в казкове мереживо з фантастичними птахами, звірями-грифонами, є характерною рисою саме чернігівської архітектури ХІІ ст.
Нині капітелі на півколонах фасадів відновлені за зразком первинних з оргскла, а фрагменти оригіналів експонуються в пам’ятці-музеї.
Дослідженнями встановлено, що собор побудований на місці більш давньої споруди ХІ сторіччя, від якої виявлено залишки нижньої частини стін та фундаменти. Відносно цих залишків, існує припущення, що то міг бути двокамерний князівський терем або ж більш давній храм (ніж існуючий Борисоглібський собор).
Собор будувався як храм-усипальниця, тому в північній і південній стінах храму зроблені глибокі ніші-аркасолії для гробниць. Поховання, напевно, робили і у галереях-прибудовах, які не збереглися (їх залишки виведено на поверхні грунту), і під підлогою бічних нав храму.
За час існування Борисоглібський собор неодноразово зазнав пошкоджень і перебудов, і кожного разу його архітектура набувала нових рис.
На початку ХVІІ ст. під час польскої інтервенції він був перебудований у домініканський костел. Потім до західного фасаду прибудовано восьмигранну в плані ротонду-притвор у стилі українського бароко ХVІІ ст. Значними були перебудови ХІХ сторіччя, коли собор значно розширили на схід за рахунок нової апсиди для вівтаря. Пам’ятка зазнала значних руйнувань протягом 1941-43 рр. під час Другої світової війни.
Новим етапом життя став період після війни, коли в 1952-58 рр. за проектом архітектора М.В.Холостенка його відновлено у гаданому первісному вигляді.
До наших днів майже не збереглися фрескові композиції, які вкривали стіни і склепіння, та портали входів у собор. Лише всередині на відкосі вікна північної стіни над порталом ледь проглядається геометричний орнамент фрески.
Окрасою експозиції храму є срібні з позолотою царські врата, масою близько 56 кг. Вони були виготовлені на початку ХVІІІ ст. за наказом гетьмана І.С.Мазепи, у майстерні Пилипа Якоба Дрентветта з міста Аусбурга (згідно клейма на металі врат).
На щастя вони збереглися неушкодженими, а бароковий іконостас собору загинув. У храмі відновлена давня підлога з шиферних плит, а в підкупольному квадраті реконструйований омфалій — підлога, інкрустована різнокольоровою смальтою. У північній наві можна побачити розкопані підмурки споруди ХІ ст., що була на цьому місці до побудови собору.
У ХVІІ ст. у ньому були поховані видатні православні ієрархи: Лазар Баранович, св. Феодосій Углицький, Амвросій Дубневич та Феофіл Ігнатович.
Нині Борисоглібський собор є музеєм Національного архітектурно-історичного заповідника «Чернігів стародавній» та Будинком хорової спадщини, де проходять концерти духовної музики.
У соборі розміщені дві постійні виставки: «Фреска чернігівських храмів», «Архітектура і ремесло Чернігова ХІ—ХІІІ ст.».