Киевский Выдубицкий монастырь продолжил существовать и после падения Киева под ударом монголо-татар. Последнее летописное упоминание обители относится к 1245 г.: 26 октября в Киевском Выдубицком монастыре на пути в Орду молился великий князь Галицкий и Волынский Даниил Романович, который привёз из Киева в Холм «чуднии» иконы, в том числе образ архангела Михаила («Полное собрание русских летописей», том 2). Во время раскопок 1972 г. в нартексе у южной стены Михайловского собора был обнаружен шиферный саркофаг с надписью-граффити XIII (?) в.: «Господи помози рабу своему (Га)ворилови», однако исследователям неизвестно, кто именно в нём погребён (на стенках представлены птица, зверь с повёрнутой назад головой, схематические человеческие изображения). Существование Киевского Выдубицкого монастыря в XIV–XV вв. засвидетельствовано лишь настенными граффити на северной и западной стенах собора XI в., которые лучше всего сохранились («Полное собрание русских летописей», том 2). Ещё в XVIII в. обитель доказывала во всех земельных судебных процессах, что князья Всеволод, Владимир Мономах и Рюрик подарили монастырю основные земельные владения: Зверинец (весь), озеро Затон, Наводничи (Неводничи) с пристанью и паромной переправой через Днепр, Перепеличью долину и Лыбедское имение. Монастырский архив сохранил документы на земельные владения с начала XVI в.: Зверинецкие, Лыбедские, Багриновские, Осокорские, Гнилецкие, Свиноедские, Рожновские, Трипольские, а также перевоз через Днепр, из которых исследователям известны имена выдубицких игуменов. До 1515 г. Киевский Выдубицкий монастырь возглавлял игумен Евстафий, в 1531–1536 гг. – игумен Иоаким (Сапега), принадлежность которого к шляхетскому роду указывает на высокий статус монастыря. С 1531 г. по благословению игумена Иоакима была отстроена деревянная трапезная с храмом, что указывает на материальные возможности обители. Исследователя известны имена игуменов Ефрема (Кошеля; 1536–1541 гг.), Евфимия (1541 г. – начало 1550 гг.), Алексия (1550 гг.), Дионисия (упоминается в 1560 г.), Феофила (1564 г.), Антония (1564–1566 гг.), Никона (1567 г.), Григория (Шваба; 1568 г. – начало 1570 гг.), Сергия (до 1576 г.). В 1576 г. Киевский Выдубицкий монастырь «был впусте», в нём проживал лишь священник Сергий Иголниченко (Институт рукописей Национальной библиотеки Украины имени В.И. Вернадского), причиной чему, по мнению исследователей, было татарское опустошение Киевщины 1575 г. С 1577 г. Киевский Выдубицкий монастырь находился в подчинении Киевскому митрополиту и управлялся назначаемыми светскими администраторами (например, в 1587 г. – Захарием Философовичем). В 1588 г. в Киевском Выдубицком монастыре упоминается игумен Серапион, однако, поскольку он «не сидел» в обители, ею управляли митрополичьи урядники. 13 марта 1593 г., при игумене Каллисте, было составлено подробное описание всех владений и имущества (включая отобранные различными лицами). После провозглашения Брестской унии в октябре 1596 г. Киевский Выдубицкий монастырь стал единственным из киевских и окрестных обителей, переведённых в унию. Но в тексте определений антиуниатского православного Собора в Бресте стоит подпись выдубицкого старца Никона (Архив Юго-Западной Руси, часть 1, том 1).