Фундаменти ротонди являють собою забутування, що складається з цілих і потовчених плінф, валунів і дрібного каміння, залитих глиняним розчином з домішками вапна і цем'янки. Глибина закладання фундаменту через схил майданчика різна: від 0,4 м у східній частині будівлі до 1,1 м – у західній. Глибина залягання фундаментів пілястрів на 0,2-0,3 м більша, ніж фундаментів стін. Над фундаментом – цоколь з чотирьох рядів муру-вання плінфи (29-31 х 20-20,5 х 4,5-5 см) на глиняному розчині з домішками вапна і цем'янки. Стіни збереглися на висоту до 0,8 м, завтовшки – 1,5 м. Зовнішня і внутрішня поверхня стін розчленована 16 пласкими пілястрами. Внутрішні пілястри ледь позначені, зовнішні були завширшки 1,15- 1,2 м, завтовшки 0,3 м. У західній частині розташовано два пілястри завширшки 3 м. Стіни вимуровано з цеглин у рівношаровій техніці на цем'янковому розчині. Використано малоформатну плінфу (29-30 х 20-21 х 4,5-5 см) і брущаті цеглини (25-26 х 12 х 7,5-8 см).

Зовнішня поверхня стін облицьована цеглою-брущаткою, зміцненою вапняним розчином з піском, що вказує на ремонт ротонди, внаслідок якого нижня її частина набула в плані багатогранної форми. Усередині ротонди знайдено частину поваленої стіни, вимурованої порядово плінфою та брущаткою на цем'янковому розчині. Зберігся фрагмент аркової перемички (вікна чи ніші) радіусом 1,2 м. Стіни були заввишки бл. 10 м. У центрі ротонди досліджено круглий стовп діам. 3,2 м, фундамент простежено на глибині 0,6 м, висота, що збереглася, – 1,1 м, база квадратна, розміри: 3,2 х 3,2 м. Під час розкопок знайдено лекальні плінфи, шматки тиньку з фресками, різноколірні полив'яні керамічні плитки, уламки шиферу, фрагмент свинцевого листа.

Київська ротонда – архітектурна споруда баштового типу, декорована пілястрами. Внутрішній простір являв собою залу з потужним центральним стовпом, що слугував опорою для перекриття. Стіни були прикрашені фресковим розписом, підлога встелена керамічними і шиферними плитками. Вхід до будівлі — із західного боку. Призначення ротонди трактується по-різному: палацова будівля; палата для рад князя з боярами і державних прийомів; цивільна будівля «київської сеньйорії»; католицька церква. Залиш-ки ротонди законсервовано.

Матеріали досліджень зберігаються в Музеї історії міста Києва [869].