После возвращения Владимира в Киев (989) начинается крещение народа. Летопись рассказывает о свержении Владимиром языческих кумиров, поставленных им самим за несколько лет до этого. «Придя в Киев, повелел Владимир кумиры ниспровергнуть: одних изрубить, а других огню предать. Перуна же повелел привязать к хвосту конскому и волочить его с Горы и приставил 12 мужей бить его жезлием. Когда же тащили его к Днепру, оплакивали его неверные люди, ибо не приняли еще святого крещения». Князь повелел сплавить идол вниз по течению Днепра, причем проследить, чтобы он не приставал к берегу, пока не пройдет днепровские пороги. Так Русь распрощалась со своим главным языческим богом. После этого последовало крещение киевлян. Летопись приводит слова, с которыми Владимир обратился к своим подданным: «Если кто не придет завтра на реку — богат ли, или убог, или нищий, или раб — да будет противник мне». Крещение киевлян происходило в водах реки Почайны, притока Днепра (так по версии Жития князя Владимира; летопись сообщает о крещении в Днепре). Совершали таинство священники «царицыны» (то есть приехавшие на Русь с царевной Анной) и «корсунские» (то есть привезенные князем из Корсуни). На месте прежнего языческого святилища была поставлена церковь святого Василия — небесного покровителя князя. Позднее греческие мастера построили в Киеве церковь Пресвятой богородицы, получившую название Десятинной — главный храм Киевской Руси Владимировой поры (храм был освящен 12 мая 996 года). С этой церковью связана важнейшая церковно-административная реформа князя Владимира — установление церковной десятины.

Христианизация Руси растянулась, по крайней мере, на несколько десятилетий. Первоначально новая вера утвердилась в Поднепровье и некоторых (прежде всего, княжеских) городах. Не везде этот процесс происходил мирно. Так, в Новгороде, судя по свидетельствам поздних источников, имели место кровавые столкновения между представителями княжеской администрации и местным населением. В Северо-Восточной же Руси проповедники Слова Божия появились, по-видимому, лишь в XI столетии.

Принятие христианства совершенно изменило князя Владимира. Нет сомнений, что он искренне и всей душой принял новую веру. Летопись и княжеское Житие более всего отмечают его исключительное милосердие и нищелюбие. Услыхав слова Писания: «Блаженны милостивые; ибо они помилованы будут» (Мф. 5, 7), Владимир начал творить множество добрых дел. Он повелел всякому нищему и убогому приходить на княжеский двор и брать все, что ему потребно, — едой, питьем или деньгами. Более того, узнав, что больные и немощные не могут добраться до его двора, князь повелел развозить для них по городу пропитание. «И повелел снарядить телеги и, положив на них хлебы, мясо, рыбы, овощи различные, мед в бочках, а в других квас, развозить по городу, спрашивая: „Где больной или нищий, не могущий ходить?“ И тем раздавать все, что им нужно», рассказывает летописец. «И не в Киеве одном, но по всей земле Русской — и в городах, и в селах — везде милостыню творил, нагих одевая, алчущих насыщая, жаждущих напояя, странников одаривая милостью, церковников почитая, и любя, и милуя, подавая требуемое, нищих, и сирот, и вдовиц, и слепых, и хромых, и больных — всех милуя и одевая, и насыщая, и напояя. И так пребывал князь Владимир в добрых делах». А это уже слова мниха Иакова, автора «Памяти и похвалы князю Владимиру».

В историческую память народа киевский князь вошел не только как Владимир Святой, но и как Владимир Красное Солнышко — легендарный князь русских былин, которому несли службу все русские былинные богатыри. Любовь народа снискали не только его христианские добродетели, но и неустанная забота об обороне Русской земли. Именно на долю князя Владимира выпала тяжелейшая задача борьбы с печенегами — главными врагами Руси в конце X — начале XI века. Владимир строит своего рода «засечную черту» по южным границам своего государства — ставит города-крепости по рекам Десне, Остру, Трубежу, Суле и Стугне. Крепости соединялись мощным земляным валом. Самой знаменитой из поставленных Владимиром крепостей был Белгород на реке Ирпень, в глубине стугнинской линии обороны. Владимир заселяет крепости на южном порубежье Русской земли «лучшими людьми» из других областей страны — земель новгородских словен, кривичей, чуди, вятичей. Оборона Руси становится поистине государственным делом, общим для всех населяющих Русь славянских и неславянских племен. Кроме всего прочего, эта мера нанесла серьезный удар по прежнему племенному строю Русского государства.

Во всех важнейших центрах Руси были посажены на княжение сыновья Владимира. В Новгороде княжил старший, Вышеслав, в Полоцке — Изяслав, в Турове на Припяти — Святополк (сын князя Ярополка Святославича, усыновленный Владимиром), в Ростове — Ярослав. После смерти Вышеслава (предположительно около 1010 года) Ярослав получает Новгород, а на его место, в Ростов, переведен Борис. Глеб был посажен в Муроме, Всеволод во Владимире-на-Волыни, Святослав в Древлянской земле, Мстислав в Тьмуторокани, Станислав в Смоленске, Судислав в Пскове. (Всего князь Владимир имел 12 сыновей.) Большинство названных городов — старые племенные центры, которые, благодаря нововведениям Владимира, управлялись теперь непосредственно сыновьями киевского князя.

Войны с печенегами шли с переменным успехом почти непрерывно в течение всего княжения Владимира. Не раз Владимир терпел неудачи. Однажды Владимир лишь чудом не попал в плен, укрывшись под мостом у города Василева. Печенеги тогда ушли прочь, не обнаружив князя и не причинив значительного ущерба русским землям. Это чудесное избавление случилось в самый праздник Преображения Господня, 6 августа 996 года. Владимир дал тогда обет построить в Василеве Спасо-Преображенскую церковь. И уже вскоре обет был выполнен.

В «Повести временных лет», древнейшем летописном своде из дошедших до нашего времени, записано несколько народных преданий о печенежских войнах. Одно из них рассказывает о юноше-кожемяке, победившем «зело страшного» печенежского богатыря в битве на реке Трубеж (в честь этого события, согласно летописи, был построен город Переяславль-Южный). Другое народное предание посвящено осаде печенегами города Белгорода (предание о «белгородском киселе»). Только благодаря находчивости некоего белгородского старца жители города перехитрили своих врагов и заставили их снять осаду. Владимир, находившийся тогда в Новгороде, не сумел (или не успел) помочь жителям города. Около 1007/08 года на Руси побывал немецкий миссионер Бруно Кверфуртский, пытавшийся (правда, без особого успеха) проповедовать христианство среди печенегов. При его посредничестве Владимиру удалось заключить мир с кочевниками, направив к ним в качестве заложника одного из своих сыновей. Позднейшие летописи рассказывают о крещении самим Владимиром нескольких печенежских князей, перешедших на службу к русскому князю.

Владимир укреплял и западные границы своего государства. В 992 году он совершил поход в земли восточнославянского племени хорватов и подчинил их своей власти. Летопись рассказывает о мирных договорах, заключенных им с правителями соседних государств — Польши, Чехии и Венгрии. Однако мир с Польшей не был долгим. В 1013 году польский князь Болеслав напал на Русь в союзе с печенегами; на этот раз Владимиру удалось справиться с врагами. Полагают, что результатом заключенного тогда мира стала женитьба пасынка Владимира Святополка на дочери Болеслава Польского.

В последние годы жизни Владимир испытывал немало беспокойств из-за своих сыновей. Так, вскоре после женитьбы на Болеславне Святополк устроил заговор против приемного отца. По свидетельству иностранных источников, организатором заговора был польский князь Болеслав, а также епископ Рейнберн, духовник жены Святополка. Заговор был раскрыт; Святополк, его жена и Рейнберн арестованы. Польский епископ умер в заточении, а Святополк и его супруга пребывали под стражей до самой смерти Владимира. В 1014 году поднял мятеж еще один сын Владимира — Ярослав Новгородский (будущий Ярослав Мудрый). Он отказался платить в Киев ежегодную дань — 2 тысячи гривен. Это вызвало жестокий гнев Владимира, и он объявил о походе на Новгород.