Про будівництво їх, водночас із Софійським собором, згадується в літописі під 1037 роком. Але із записів мандрівників 16 – 17 століть та малюнків А. ван Вестерфельда (1651) відомо, що вже тоді Золоті ворота були напівзруйнованими. Наприкінці 17 століття перед воротами, у зв’язку з реконструкцією фортифікаційних споруд міста, збудовано земляні бастіони, а вже у середині 18 століття руїни колись головного виїзду в місто було засипано землею.
Кияни знову побачили стародавню пам’ятку 1832 року, коли К. Лохвицький провів археологічні розкопки Золотих воріт. Після цього вони набрали вигляду двох паралельних стін завдовжки 25 і 13 метрів, та заввишки близько 8 метрів. Згодом провадилися роботи з укріплення руїн: на окремих ділянках зроблено ремонт стародавньої кладки, зведено контрфорси, влаштовано металеві зв’язки, територію навколо залишків пам’ятки оточено чавунною огорожею. У такому вигляді Золоті ворота дійшли до нашого часу. Однак від атмосферних опадів пам’ятка руйнувалася й далі, що надзвичайно непокоїло вчених. 1970 року було прийнято рішення звести над залишками павільйон, який не тільки захищав би її, а й відтворював первісний вигляд споруди.
Реконструкція, що її закінчено 1982 року (реставратори — Є. Лопушинська, М. Холостенко, С. Висоцький), відтворює Золоті ворота у такому вигляді: основна частина — це вежа із зубцями заввишки 14 метрів; із зовнішнього фасаду вежа має додатковий виступ — «малу вежу»; проїзд воріт перекривається з одного боку підйомними дерев’яними воротами, обкутими металом, з другого — стулками воріт, виконаними за зразком стародавніх воріт що збереглися в пам’ятках Новгорода й Суздаля.
Надбрамну церкву відтворено у вигляді тринефного чотиристовпного однобанного храму. В архітектурному декорі фасадів використано орнаменти з цегли, властиві для давньоруських будівель того періоду. Підлогу храму прикрашено мозаїкою, малюнок якої виконано за мотивами стародавньої підлоги Софії Київської.
При реконструкції пам’ятки відтворено відрізки валів, що примикали до вежі. Із зовнішнього боку вони мають обдерновані укоси. По верху валу проходять дерев’яні заборола. На торцях умовно показано внутрішньовалові конструкції. З боку міста на фасаді можна побачити складські приміщення, розташовані в давнину в крайніх зрубах валу. Всередині відновлених відрізків валу міститься експозиційне приміщення музею Золоті Ворота й сходи, що ведуть на гребінь, звідки видно чудову панораму міста.