Дальнейшая судьба Успенского собора до 80-х годов 19 века колебалась от намерений разобрать его на строительные материалы к попыткам реставрации, не реализовывались из-за нехватки денег. Между тем здание использовалось как сарай, а пристройки как хлев. В конце концов в начале 30-х годов окончательно рухнули все своды и купола. 03
Движущей силой, которая побудила начало реставрации Успенского собора стала многовековая склонность росиських чиновников к громкому празднованию дат, в данном случае приближения 900 летия введения христианства на Руси (1888 год). Изучение останков собора несколькими комиссиями продолжалось с 1886 по 1896 год.
При расчистке здания и окружающей территории будо вывезено несколько тысяч телег мусора.
Под каменным полом, возложенной при переработке собора в костел находилось множество человеческих скелетов, вдоль стен в нишах и склепах гробы духовенства иногда стояли рядами, в несколько ярусов. У входа было обнаружено пять княжеских захоронений, из них только одно не разграблен.
Изучались особенности кладки стен и вид архитектурных конструкций периода 12 века. Из результатов исследований до нашего времени дошли и уникальные цветные чертежи профессора Петербургского университета, историка искусства и археолога Адриана Прахова, который, кроме научной деятельности, с 1884 по 1896 год руководил внутренним убранством нового Владимирского собора в Киеве в виде древнерусского храма.
Чертежи размером 2 на 4 метра, которые долгое время считались утерянными, в середине 2000 годов были найдены работниками Волынского краеведческого музея в киевских потомков Прахова. С 2006 года они хранятся в фондах музея.
Среди них есть и проект реставрации Успенского собора. А.Прахов решил сохранить вместе с древними стенами следующие достройки 18 века, в том числе и уникальный фасад.