Во время Батыева нашествия в 1240 году, когда Печерский монастырь был практически полностью разрушен, пещеры вновь стали местом обитания монахов. Надо сказать, что сведения о пещерах, относящиеся к периоду от второй половины XIII века и до конца XVI веков, очень скудны. Лишь на рубеже XVI и XVII веков пещеры стали открывать свои тайны. Наиболее интересные сведения о лаврских подземельях оставили посол немецкого императора Рудольфа II Эрих Лясота, побывавший в Киеве в 1594 году, и лаврский инок Афанасий Кальфонийский в изданной в 1638 году книге «Тератургима». Они немало попутешествовали в сопровождении иноков по пещерам и оставили весьма интересные воспоминания. В частности, Лясота писал: «Пещеры эти бывают в рост человека, а кое-где такие низкие, что надо нагибаться, но они такие широкие, что двое могут разминуться… Вход отделан почти так же, как это бывает при входах в шахты». А в книге Афанасия Кальфонийского было впервые представлено подробное описание пещер и их схематический план.
Подземелья Киево-Печерской лавры хранят немало тайн. Одна из них связана с Ильей Муромцем, самым известным русским былинным героем. Все знают его подвиги, за которые церковь причислила его к лику святых. Но где преподобный Илья из Мурома нашел свое успокоение? О том, что тело Ильи лежит в пещерах Печерского монастыря, говорится в древнерусских легендах, но письменные источники времен Киевской Руси об этом факте умалчивают. Однако Эрих Лясота в своих записках о путешествии по Киево-Печерской лавре рассказывает о виденной им «опустевшей гробнице легендарного воина Ильи Муровлина». А Афанасий Кальфонийский говорит о «почивающих в Печерских пещерах мощах святого Илии» как о действительном факте. В советское время были проведены исследования печерских захоронений, в том числе и мощей, которые, как предполагалось, принадлежали Илье Муромцу. Результаты этих исследований выявили поразительное сходство со сведениями о богатыре, известными из древнерусских былин. Рост его составлял около 180 см (а это как минимум сантиметров на 20 выше обычного для тех времен роста), он обладал хорошо развитой мускулатурой. Но что самое удивительное, ученые установили, что человек, чьи останки приписываются Илье Муромцу, в юности страдал болезнью позвоночника, которая могла привести к неподвижности. Так что вполне вероятно, что Илья Муромец действительно «тридцать лет и три года сидел неподвижно на печи», как о том повествуют былины.
Ныне подземелья Киево-Печерской лавры в зависимости от их предназначения принято делить на несколько видов: собственно пещеры, служившие пристанищем для отшельников, иноческим кладбищем и местом паломничества; потайные ходы под монастырскими крепостными сооружениями; многоуровневые хозяйственные погреба, а также инженерные коммуникации, отопительные и водоотводные каналы.
Киево-Печерская лавра издавна была сосредоточием культуры, центром древнерусской летописи и литературы, где ценилось не только слово Божие, но и книжное слово. «Се повести временных лет, откуда есть пошла Русская земля, кто в Киеве нача первее княжити и откуда Русская земля стала есть», – так начинается «Повесть временных лет», древнейший летописный памятник Киевской Руси, одно из самых значительных произведений мировой письменности. Самым известным летописцем, работавшим в лавре, был преподобный Нестор. В начале 70-х годов XI века он пришел в Печерскую обитель и стал ее послушником. Исполняя послушание летописца, он создал «Чтение о житии и погублении блаженных страстотерпцев Бориса и Глеба» и «Житие преподобного Феодосия Печерского». Главной же работой Нестора-летописца стало составление к 1112 или 1113 году «Повести временных лет». Преподобный не только кропотливо записывал хронику событий, коим был свидетелем. «Повесть временных лет» – это, по сути, история Киевской Руси, составленная на основе множества исторических документов. Для написания своего монументального труда преподобный Нестор использовал летописи его предшественников, византийские хроники, русские сказания и былины, письменные свидетельства воинов и путешественников. В «Повести временных лет» содержится дата (866 год) первого упоминания русского народа в церковных документах, сведения о создании славянской грамоты святыми равноапостольными Кириллом и Мефодием, о крещении святой равноапостольной Ольги в Константинополе, Крещении Руси святым равноапостольным князем Владимиром.
Продолжателями дела Нестора-летописца были игумены Сильвестр и Моисей Выдубицкий, дополнившие и придавшие современный вид «Повести временных лет», а также игумен Лаврентий, составивший к 1377 году знаменитую «Лавреньевскую летопись».