Documentele istorice atestă existenţa unei mănăstiri la poalele dealului Mihai Vodă, ce datează din a doua jumătate a secolului al XVI-lea, ridicată de jupâneasa Caplea, soţia postelnicului Ghiorma. Această mănastire avea hramul Sf. Nicolae, posibil construită în locul unei biserici mai vechi, datând din perioada lui Mircea cel Bătrân. O biserică nouă, sfinţită în octombrie 1591 cu ocazia sosirii lui Ieremia II Tranos, patriarhul Constantinopolului, a fost construită pe cheltuiala lui Mihai Banul (Mihai Viteazul, pe atunci dregător al domnitorului Mihnea Turcitul). Biserica a fost ridicată la rangul de stavropighie patriarhicească, subordonată direct patriarhiei de la Constantinopol. Mănăstirea Caplea şi Mănăstirea Mihai Vodă au reprezentat o singură unitate bisericească, care s-a închinat mănăstirii Simopetra din Athos. În timpul năvălirilor turceşti din 1657-1659, mănăstirea şi chiliile sale au fost deteriorate. Mănăstirea Mihai Vodă a servit adeseori între secolele XVIII-XIX drept reşedinţă domnească, pentru Constantin Mavrocordat, Alexandru Moruzi, Alexandru Ipsilanti şi Grigore Ghica. În 1802, în urma cutremurului, biserica a fost din nou avariată, s-au crăpat bolţile, s-au prăbuşit turlele bisericii şi cea a clopotniţei. Bolţile şi turlele dărâmate au fost înlocuite cu unele din lemn, acoperite cu tinichea şi vopsite cu roşu şi chinovar. Noi reparaţii au avut loc în 1834 şi apoi în 1838, tot din cauza unui cutremur.
În noiembrie 1863 au fost secularizate averile mânăstireşti, iar chiliile mânăstirii au fost repartizate Arhivelor Statului. Ministerul Instrucţiunii Publice a refacut vechile chilii, iar între 1910-1916 a a construit pe vechea pivniţă şi pe temeliile din sec. al XVI-lea, Palatul Arhivelor Statului. Între 1928-1934, biserica şi clopotniţa au fost reparate prin aprobarea Comisiunii Monumentelor Istorice. În 1940, în urma cutremurului, biserica a fost din nou deteriorată, motiv pentru care au fost începute lucrări de restaurare, mai întâi prin demolarea turlelor avariate, un document din 15 decembrie 1940 menţionând şi o restaurare a picturilor bisericii.

Biserica Mihai Voda, precum şi clopotniţa acesteia, se află acum pe strada Sapienţei nr. 4, la 289 m est de poziţia iniţială, unde au fost translate în 1985, în contextul demolării cartierului Izvor - Mihai Vodă şi a construirii Palatului Parlamentului.

În timpul cercetării din 1985 a fost descoperită o groapă de mari dimensiuni cu oase umane reînhumate.

În săpăturile arheologice din anii 1950 făcute în jurul bisericii au fost descoperite numeroase morminte care făceau parte din cimitirul format în jurul ei, din care s-a putut recupera şi un inventar funerar - monede, bijuterii. A fost descoperit şi mormântului lui Ion, fiul lui Grigore Ghica Vodă, înmormântat în 1664.

Cel mai vechi complex descoperit din această perioadă este un cuptor, aflat pe povârnişul de est al dealului Mihai Vodă, pe fundul căruia s-a găsit o monedă de argint emisă în 1511 de regele Poloniei Sigismund I.

Au fost cercetate două cuptoare pentru ars oale, având bolta prăbuşită, dar pereţii păstraţi în parte la un cuptor şi răvăşiţi la celălalt. Lângă cuptoare au fost descoperite vălătuci şi numeroase fragmente de vase. Săpăturile au dovedit existenţa pe acest deal a unei aşezări anterioare formării târgului şi oraşului Bucureşti.

Au fost descoperite vase în formă de borcan, lucrate la roată, ornamentate cu linii incizate, fie orizontale şi paralele, fie în val, caracteristice secolelor IX - XI.

Cercetările arheologice din anii 1953 - 1955 au dus la descoperirea unor urme de bordeie parţial adâncite în pământ, construite din pari şi împletituri de nuiele sau de trestii, fragmentele unor vetre simple care au făcut parte din locuinţe, gropi de provizii şi ruinele unei construcţii arse care cuprindea o vatră de formă pătrată, lucrată din lut, ornamentată pe margini cu două şănţuleţe dispuse în linii paralele şi la colţuri cu cercuri mici - interpretată ca o vatră de cult. La momentul descoperirii, vatra a fost conservată şi expusă publicului într-o structură de geam, „pentru a marca un punct arheologic important din cuprinsul oraşului Bucureşti” (Gh. Cantacuzino, 1959).
În săpăturile de salvare din 1985, pe suprafaţa ocupată de biserica care a fost translată au fost identificate 6 bordeie şi 3 gropi menajere, iar în profilele, rezultate ca urmare a excavaţiilor făcute pentru construirea căii de rulare şi a altor amenajări de şantier, s-au mai observat alte 6 gropi de bordeie. Din totalul complexelor închise numai 5 bordeie şi 2 gropi menajere au putut fi atribuite cu certitudine epocii geto-dacice (sec.I a.Chr - încep.sec.I p.Chr.). Fragmentele ceramice mărunte şi corodate recoltate din umplutura celorlalte 8 complexe n-au permis încadrarea lor cronologică. Materialele inedite sunt depozitate la Muzeul Municipiului Bucureşti.

Au fost descoperite fragmente ceramice fragmente ceramice provenind din amfore şi alte vase decorate cu striuri sau cu coaste în relief.

Materialele arheologice descoperite (numeroase fragmente ceramice, figurină din argilă înfăţişând un mamifer patruped şi câteva aşchii de silex) demonstrează existenţa unei aşezări de epoca bronzului.

Cercetările arheologice din anii 1953-1955 au scos la iveală câteva fragmente de vase ceramice lucrate dintr-o pastă neagră conţinând urme bogate de pleavă sau nisip. Ele dovedesc o locuire vremelnică a Dealului Mihai Vodă (Dealul Arhivelor Statului) încă de la începutul epocii neolitice.