При нём Изяслав Ярославич выделил печерянам «гору над пещерою» для строительства наземного монастыря. Князь воспринимал Варлаама как своего ставленника, что видно из перевода Варлаама на игуменство в основанный князем Димитриевский монастырь около 1060 г. По замечанию печерского летописца, князь хотел «створити вышии сего манастыря, надеяся богатстве». Летописец не преминул подчеркнуть благочестие Изяслава Ярославича, который, став киевским князем и услышав о подвижнической жизни преподобного Антония, «приде съ дружиною своею, прося оу него благословения и молитвь». В Житии Феодосия повествуется о многих встречах святого с «боголюбивым» Изяславом Ярославичем. В Киево-Печерский монастырь князь-«христолюбец» приезжал без бояр, только «с шестию или с пятию отрок», слушал наставления святого, ел простую монастырскую пищу. Преподобный Феодосий осудил изгнание Изяслава Ярославича с киевского стола в 1073 г. В науке часто приписывают Феодосию Печерскому два послания некоего Феодосия к князю Изяславу (в котором видят Изяслава Ярославича) о постах и «вере латинской». Однако, как полагают исследователи, послания принадлежат печерскому игумену Феодосию, жившему в середине XII в., и адресованы не Изяславу Ярославичу, а Киевскому князю Изяславу (Пантелеимону) Мстиславичу. Ставленником Изяслава Ярославича был Ростовский епископ Исаия. У исследователей нет серьёзных оснований сомневаться в свидетельстве Жития Исаии (не раньше конца XV в.), что он был назначен на Ростовскую кафедру из настоятелей Димитриевского монастыря митрополитом Иоанном II в 6585 (1077/1078) г., т.е. в период третьего княжения Изяслава Ярославича в Киеве. Это означает, что Ростовская церковная область (или какая-то её часть с Ростовом), которая, как считается, перешла от Переяславля под Киев, в правление Киевского князя Святослава Ярославича в 1073–1076 гг. (чем и было вызвано возобновление или, по другой гипотезе, учреждение Ростовской епархии), сохранила свой статус и после возвращения к власти Изяслава Ярославича. Из церковных построек Изяслава Ярославича исследователям известны упомянутые выше собор киевского Димитриевского монастыря (около 1060 г.) и храм святых Бориса и Глеба в Вышгороде (начало 1070 гг.). Попытка приписать Изяславу Ярославичу обновление Десятинной церкви (Юрий КонстантиновичБегунов), по мнению исследователей, лишена оснований. Высказывавшиеся исследователями догадки о симпатиях Изяслава Ярославича к католичеству не имеют под собой реальной почвы. Сохранившийся латинский молитвенник его жены Гертруды свидетельствует лишь об известной индифферентности при киевском княжеском дворе к полемике по догматическим, литургическим и церковно-дисциплинарным вопросам, которая обострилась после разделения Западной и Восточной церквей в 1054 г.