Мощи преподобного Феодосия были обретены через семнадцать лет после блаженной кончины святого в 1091 году. Его нетленные мощи по воле Божией были перенесены в пещеры Лаврской церкови. Спустя некоторое время братия Киево-Печерской лавры вместе со своим игуменом Иоанном единодушно решилась раскрыть место погребения преподобного Феодосия и перенести его святые мощи в соборный Успенский храм. Найти святые мощи было поручено Нестору-летописцу, который впоследствии описал их обретение. За три дня до праздника Успения Пресвятой Богородицы игумен Иоанн отвел Нестора к пещере преподобного Феодосия. Осмотрев пещеру, они определили место, где нужно копать. Игумен обители запретил сообщать братии о раскопках, пока святые мощи не будут обретены. В помощь Нестору игумен разрешил взять, кого он захочет. Свидетельство самого Нестора: «Глубоким вечером я взял с собою двух братиев, сотворив молитву с поклонением, приступили, немедля, с пением псаломских песен, к делу. Копать начал я. После продолжительного труда, я вручил заступ другому брату. Так копали до полуночи и не могли обрести мощей святого. Тогда мы начали скорбеть и плакать: сначала думали, что святой не благоволит нам явить себя. Эту мысль сменила другая: не копаем ли мы в другой стороне. И затем начали копать с другой стороны. Наступало утро, ударили в колокол к заутрене, а мы все, не переставая, копали. Вдруг чувствую, что достиг гроба. Великий страх напал на меня… Сейчас же послал к игумену… Когда пришел игумен, я еще прокопал землю, и мы увидели святые мощи, нетленно почивающие. Все суставы были целы, лицо светло, очи закрыты, уста сомкнуты, волосы прилипли ко главе. Возложив мощи на одр, мы вынесли их из пещеры. Открытие святых мощей преподобного Феодосия ознаменовано было дивными чудесами. Ночью, когда раскапывали могилу преподобного, многие видели необычайно лучезарный свет над пещерой, распространявшийся над Лаврской церковью, куда были перенесены его святые мощи». 14 августа, к празднику Успения Пресвятой Богородицы, собрались епископы — Переяславский Ефрем, Владимирский Стефан, Черниговский Иоанн, Юрьевский Марин и Полоцкий Антоний, а также игумены многих монастырей с иноками и множество православных мирян. Честные мощи преподобного Феодосия были перенесены с подобающими почестями в приготовленное место на правой стороне притвора Успенского собора обители. Во время перенесения святых мощей шествие останавливалось для отдыха. Мощи были поставлены на пень древа. Позднее на этом месте был построен храм во имя преподобного Феодосия. Он был расположен так, что пень оказался на месте престола. От гробницы преподобного Феодосия происходили исцеления болящих, во множестве притекавших к святым мощам. И через 18 лет по перенесении честных мощей преподобный Феодосий собором Русской Церкви причислен был к лику святых и память его торжественно празднуется с того времени всею Русскою Церковью.