Василівська церква в Овручі була зведена в 1190 році за князя Рюрика Ростиславовича — на тому місці, де за два століття до того збудував дерев'яну Василівську Золотоверху церкву князь Володимир Великий. Архітектор кам'яного собору — Петро Мілонег, один із найвпливовіших будівничий Київської Русі. Зведений за візантійською традицією чотиристовпний хрестово-купольний одноглавий храм, у 1321 році зруйнували литовці. Переживши кілька невдалих спроб відновлення, своєму нинішньому вигляду завдячує Олексію Щусєву, який відтворив її на початку XX століття: архітектор знаний своїм скрупульозним науковим підходом до відтворення старовинних будівель. Найвідоміша його авторська робота — мавзолей Леніна в Москві.
Від старовинних фресок у Василівській церкві залишилися лише невеликі фрагменти — в 1907-1911 роках храм був розписаний заново, зокрема завдяки Кузьми Петрова-Водкіна.