Ремонт і реставрація Андріївської церкви
За увесь час існування Андріївська церква не зазнала значних змін і перебудов, хоча ремонтувалася багато разів. На початку XIX століття через бурі й негоди церква втратила декор верхів бань і маківок. Ремонтні роботи 1826 – 1829 років виконувалися за проектом та під наглядом архітектора А.Меленського. Складання проекту наступного ремонту будівлі було доручено київському єпархіальному архітектору П. Спарро. За його проектом передбачався ремонт храму, паперті, стилобату і сходів, який і був проведений у 1844-1845 роках. У цей же час дерев’яні сходи замінили на чавунні, паперть вкрили чавунними плитами.
До сторічного ювілею церкви, який відзначався у 1867 році, було проведено капітальний ремонт: збудовано водозбірник, що перехоплював підземні джерела, замінено плити паперті, з північного боку під тумбою огорожі збудовано контрфорс. Струхлявілі дерев’яні крокви замінили на нові, перекрили дах і бані, пофарбували фасади, орнаментальні прикраси позолотили. В інтер’єрі відновлено позолоту кафедри, царського місця, ліпного оздоблення. Ініціатором ремонту храму був А. Муравйов (1806-1874) — поет, драматург, публіцист, релігійний та громадський діяч, особистий внесок якого у збереження Андріївської церкви дуже відчутний. Йому вдалось умовити царський уряд виділити з казни значні кошти на ремонтні роботи, які тривали кілька років. У 1858 та 1864 роках у стилобаті було влаштовано храми на честь святих Захарія і Єлизавети, а також Сергія Радонезького, де проводилися богослужіння холодної пори року. Опалювальну систему — спочатку калориферну, а пізніше водяну — було змонтовано в Андріївській церкві у XX столітті. 19 серпня 1867 року в присутності вищої військової та цивільної влади Києва відбулося урочисте відзначення сотої річниці від дня освячення храму Андрія Первозванного.
Завдяки клопотанню А. Муравйова Андріївська церква отримала до свята коштовні подарунки: від царської сім’ї — ікону, Євангеліє, облачення; від Київського митрополита Арсенія — картину П. Бориспольця «Проповідь апостола Андрія», від графа Шереметєва — картину «Вибір віри князем Володимиром». Сам Муравйов пожертвував храму частку мощей апостола Андрія, привезених 1850 року з Афону.

Реставрація споруди-1978-1979
Після удару блискавки (1892), яка пошкодила маківку центральної бані, проектну документацію на ремонт верхів Андріївської церкви підготував єпархіальний архітектор, академік архітектури В.Ніколаєв. На жаль, під час ремонту 1894-1895 років, коли дерев’яні конструкції замінювалися на металеві, обриси центральної бані частково було змінено. Протягом XX століття в пам’ятці кілька разів здійснювалися ремонтно-реставраційні роботи. У1923-1926 роках навколо церкви споруджується обвідне кільце дренажної системи з розчищенням та використанням уже існуючих колодязів. У 1930-х роках було капітально відремонтовано дах, фасади споруди, заново отиньковано стіни, пофарбовано бані, з північного боку перекладено підпірну стінку.
Протягом 1949-1950 років ліквідовувалися ушкодження, яких Андріївська церква зазнала під час Другої Світової війни: ремонтували металеві каркаси бань, чавунні сходи, огорожу, паперть, укріплювали хрести на маківках; дах і бані, де були вибоїни від куль, перекривали листовим залізом; перекладали ушкоджені ділянки цегляного мурування стін; фасади тинькували та фарбували; було проведено капітальний ремонт цокольної будівлі церкви; реконструювалися системи опалення і вентиляції. У 1950 році вздовж західної підпірної стіни сходів церкви було зведено одноповерхову прибудову, яка примикає до південного фасаду стилобату.
Через зсув грунту, що стався в 1970-х роках, схили пагорба довелося закріпити напівкільцями буронабивних залізобетонних паль завглибшки до 20 м, на яких змонтовано залізобетонну підпірну подушку, а зверху на ній влаштовано оглядовий майданчик.
У1978-1979 роках було відновлено у первісних формах верхи церкви на основі автентичних креслень Ф.-Б. Растреллі, фотокопії яких надійшли з Віденського музею «Альбертина» (автор проекту реставрації — архітектор В. Корнєєва, яка увійшла в історію реставрації Андріївської церкви як фахівець надзвичайно високого рівня). По завершенні реставраційних робіт відповідно до креслень Растреллі,Андріївська церква набула зовнішнього вигляду, передбаченого авторським задумом, і посіла належне місце в історії вітчизняної та світової архітектури. Протягом десятиліть реставрацію живопису та дерев’яного різьблення Андріївської церкви виконують висококваліфіковані спеціалісти корпорації “Укрреставрація” та Національного Науково-дослідного Реставраційного Центру України. 3 1992 по 2000 рік в Андріївській церкві знову проводилися значні ремонтно-реставраційні роботи: укріплено ліплення, змінено несучу балку іконостаса, перекладено мармурову підлогу, проведено зміцнення колон, ремонт сходів, паперті, стилобату. Через аварійний стан пагорба, на якому стоїть Андріївська церква, у 2009-2011 роках здійснено укріплення пагорба, зміцнено конструкції споруди церкви, стилобатної частини, виконано роботи з благоустрою схилів, гідроізоляції й мощення паперті. Відповідно до проектної документації передбачається провести реставрацію екстер’єру та інтер’єру церкви, ремонт сходів, стилобату тощо. Всебічне дослідження численних архівних, бібліографічних, іконографічних джерел, аналіз будівельних матеріалів, вивчення конструкцій, виконання точних археологічних обмірів дало можливість здійснювати реставрацію пам’ятки на наукових засадах. Роботи виконуються на найвищому професійному рівні з урахуванням передових технологій за принципом повного збереження існуючих форм пам’ятки та її деталей.