Первый значительный этап в развитии русской культуры, в том числе и архитектуры, нашел свое проявление в эпохе Киевской Руси. Период расцвета Киевского государства — конец X-XI века. Киев превращается в один из самых богатых и красивых городов Европы, наряду с деревянными сооружениями в городе появляются дворцы, храмы и крепостные башни, построенные из кирпича и камня, выложенных рядами на розоватого цвета известковом растворе и образующих «полосатую» кладку.
Крупнейшим памятником архитектуры Киева явился многокупольный Софийский собор (начат в 1037 г.— окончен в конце XI в.), сооруженный князем Ярославом как главный храм. Церкви на Руси имели не только культовое, но и общественное назначение. Это усиливало то внимание, которое уделялось их строительству.
От византийских сооружений собор отличается планировкой и конструкциями, но прежде всего тем, что имеет тринадцать куполов. В процессе строительства произошло постепенное расширение первоначального плана, имевшего форму греческого креста. Первоначально Софийский собор представлял собой пятинефный крестовокупольный храм с тринадцатью главами, из которых пять средних были более крупными, а центральная, осевая, самой большой. С севера, юга и запада собор окружался открытыми одноэтажными галереями на аркадах. С восточной стороны каждый из пяти нефов завершался полукруглой в плане апсидой. В результате многочисленных перестроек возникло девять нефов с десятью апсидами и тринадцатью характерными куполами. Подобным образом решен и пятикупольный Софийский собор в Новгороде (1054 г.). Спустя несколько десятилетий наружные галереи были надстроены вторым этажом. Кроме того, возник еще один ряд одноэтажных галерей, появились башни, заключавшие лестницы для подъема на хоры. Значительно позже — в XVII-XVIII веках надстроили и наружный ряд галерей, возникли прямоугольные контрфорсы, основная кладка скрылась под слоем штукатурки, на северной и южной сторонах возвели новые купола, были произведены и другие существенные изменения в архитектурном облике храма.
Меньше преобразований произошло внутри собора. Стены и своды были покрыты монументальной фресковой живописью и мозаикой. Изображения, в которых ясно просматривается стилистическая общность со статуарными, статичными образами Византии, полны торжественности и парадности. В главной алтарной апсиде мозаики размещены в трех ярусах. В верхнем — большая торжественная фигура Богоматери с поднятыми руками. Мозаики набраны на кубиков смальты разного цвета. Яркие чистые краски с преобладанием сине-лиловых тонов декоративно выделяются на сверкающем золотом фоне. Монументальная живопись киевской Софии, сплошным ковром покрывавшая архитектурные формы и органически связанная с ними, является высшим достижением искусства той эпохи. Мозаики и фрески поражают величием общего замысла. Вероятно, они были выполнены византийскими мастерами. В истории искусства существует немного примеров единства архитектурного замысла и настенной живописи, равных по силе воздействия Софийскому собору. Подобно тому как снаружи двенадцать малых куполов увенчивал главный купол, так внутри над множеством изображений отдельных персонажей, расположенных на столбах, на стенах и на сводах, царил суровый образ вседержителя. Вступая под своды собора, видя фигуры в золотом сиянии мозаики, древние киевляне приобщались к христианскому пониманию небесной иерархии. Большие масштабы, целостное композиционное построение и ряд других признаков позволяют провести паралель между Софией в Киеве, первым крупным монументальным сооружением Древней Руси, и современными ему византийскими храмовыми постройками.
В XI в. в Киеве работали греческие мастера — строители и живописцы. По их замыслу возводились храмы и украшались мраморными плитами, мозаиками, фресками и иконами. В XII в. в Киев была привезена из Константинополя знаменитая икона Владимирской богоматери, один из лучших памятников византийской иконописи. Приезжие мастера нашли в Киеве иную общественную среду, чем та, что окружала двор византийского императора. Богатый жизненный опыт славян, их здоровое, жизнерадостное мироощущение воплотились и в художественных образах. Искусство утратило отпечаток мрачного аскетизма, свойственного византийскому искусству XI-XII вв.
Среди городов обширного Киевского государства Киев был главным художественным центром. Только здесь развивалось тонкое искусство мозаики. Здесь же создаются великолепные образцы книжного (знаменитое «Остромирово евангелие», украшенное раскошными миниатюрами, 1056—1057) и декоративно-прикладного искусства. Влияние киевской художественной школы сказывается во всех русских городах.
Уже в конце XI в. Киевское государство начинает распадаться на мелкие княжеские уделы. Во второй половине XII в. Киев теряет ведущее политическое и культурное значение, оно переходит к Владимиро-Суздальскому княжеству.