Исследование мощей Ефрема показало, что они принадлежат человеку ростом около 172 см, жившему в XI–XII вв. В качестве свидетельства почитания Ефрема исследователи рассматривают слова Никоновской летописи (1520 гг.; здесь Ефрем ошибочно назван митрополитом Киевским): «Бе же сеи мужь Ефрем... многодобродетелен и свят, и бываху от него чюдеса силою Христовою и в животе, и по смерти его». Исследователи не исключают, что эти сведения восходят к несохранившемуся агиографическому памятнику о Ефреме – «Повести о святем Ефреме, митрополите киевськом и всея Руси» (так!), который упоминается в Сводной кормчей Московского митрополита Даниила. Как «многодобродетелен и свят муж», строитель церквей, больниц, «банного учреждения», прославленный после смерти многими чудесами, Ефрем характеризуется в «Книге степенной царского родословия», где он отождествляется с одноимённым митрополитом Киевским. В «Похвальном слове руским святым» (вторая половина XVI в.), написанном иноком Евфимиева суздальского в честь Преображения Господня мужского монастыря Григорием, «каженик чюдный» Ефрем прославляется вместе с Варлаамом Киево-Печерским. Давнее местное почитание Печерских преподобных, в том числе Ефрема, подтверждает составленный около 1643 г. канон преподобным отцам печерским, автором которого считается Мелетий Сириг. Ефрему посвящён первый тропарь девятой песни канона. Он упоминается также в третьей (первый тропарь), восьмой (четвёртый тропарь) и девятой (светилен) песнях канона преподобным отцам Ближних пещер, составленного в окружении Димитрия Савича (Туптало). В киевском издании 1763 г. «Служб преподобным отцам Печерским» под 28 января помещена «Служба преподобному отцу нашему Ефрему Печерскому, бывшему евнуху князя киевского Изяслава, последи же епископу Переяславскому». Ефрем (как епископ Переяславский) назван в месяцеслове в составе «Полуустава». В Месяцеслове келаря Троице-Сергиева монастыря Симона (Азарьина) середины 1650 гг. память Ефрема отнесена к двум святым: «Преосвященный киевский митрополит Ефрем скопец, дивныи, чюдотворивый, иж при животе своем многа чюдеса сотворив, тако ж и по преставлении своем благодать Божию имея целебную» и «Ефрем в Переславле русском бысть епископом» (в последнем случае святой назван вместе с Варлаамом Печерским). Общецерковное почитание Ефрема установлено указами Святейшего Правительствующего Синода 1762, 1775 и 1784 гг., согласно которым разрешалось печатать службы печерским преподобным и вносить их имена в общецерковные московские месяцесловы.