Родился Святослав в 1027 г. предположительно в Великом Новгороде. Надпись граффити и сфрагистический материал позволяет предположить, что крестильное имя княжич получил в честь святого Николая, архиепископа Мир Ликийских (умер около 345 г.). С другой стороны, ему могло принадлежать в крещении имя Симеон, содержащееся в рукописи Кирилло-Белозерского монастыря1445 г., что подтверждается его же храмостроительной деятельностью.

При жизни отца, предположительно, княжил в г. Владимире-Волынском. В начале 1054 г. по отцовскому завещанию получает Черниговское княжество «и всю страну въсточную и до Мурома». После смерти отца (19 февраля 1054 г.) садится на княжение в Чернигов.

В том же году вместе с братьями, Изяславом Ярославичем Киевским и Всеволодом Ярославичем Переяславским, участвует в съезде князей в Киеве, на котором принято решение о запрещении кровной мести и замене ее денежным выкупом. (Другая возможная датировка съезда Ярославичей — 1072 г.) В этот период времени тесно сотрудничает с братьями Изяславом и Всеволодом, так что историки говорят о «триумвирате» старших Ярославичей, поскольку все важнейшие вопросы принимаются князьями совместно.

В 1059 г. трое старших Ярославичей освобождают из заточения, «ис поруба», своего дядю Судислава Владимировича, посаженного еще их отцом Ярославом. В 1060 г. Святослав вместе с братьями Изяславом и Всеволодом, а также с двоюродным племянником, полоцким князем Всеславом Брячиславичем, участвует в походе на торков, закончившемся полной победой русских князей и изгнанием торков из русских пределов.

В 1065 г. Святослав выступает с войском к г. Тмуторокани против своего племянника, князя Ростислава Владимировича, захватившего город за год до этого и изгнавшего оттуда сына Глеба. Изгоняет Ростислава и вновь сажает Глеба на княжение, после чего уходит в Чернигов. В том же году Ростислав возвращается в Тмуторокань и снова прогоняет Глеба. Изгнанный Ростиславом Глеб бежит к отцу в Чернигов.

Зимой 1066–67 гг. вместе со своими братьями Изяславом и Всеволодом идет войной против князя Всеслава Брячиславича Полоцкого, который незадолго перед тем захватил Великий Новгород и разграбил новгородскую церковь Святой Софии. В начале 1067 г. Ярославичи захватывают Минск, а 3 марта одерживают решительную победу над Всеславом при р. Немиге (правый приток Свислочи; ныне место в черте г. Минска); Всеслав бежит с поля боя.

10 июля того же года (в некоторых летописях 10 июня), в нарушение крестного целования, данного Всеславу, помогает Изяславу захватить полоцкого князя. Изяслав приводит Всеслава в Киев, где бросает его «в nopyбъ съ двѣма сыны».

В 1068 г. Русь подвергается нашествию половцев. Святослав со своей дружиной участвует в битве на р. Альте (правый приток Трубежа), в которой русские войска терпят сокрушительное поражение. Разбитый половцами Святослав отступает к Чернигову (в то время как Изяслав со Всеволодом бегут в Киев).

1 ноября того же года в битве у г. Сновска Святослав во главе трехтысячной дружины разбивает 12-тысячное половецкое войско, разорившее окрестности Чернигова. Русские захватывают в плен половецкого князя и со славою возвращаются в город.

Во время недолгого княжения в Киеве князя Всеслава Брячиславича (15 сентября 1068 г.— апрель 1069 г.) Святослав добивается утверждения в Великом Новгороде своего сына Глеба.

В 1069 г. после возвращения на Русь князя Изяслава Ярославича с поляками и бегства из под Белгорода Всеслава Полоцкого киевляне обращаются к Святославу и Всеволоду с просьбой защитить их от гнева Изяслава. Братья отправляет послов к Изяславу с просьбою не вводить польское войско в Киев и не мстить киевлянам: «Не води ляховъ Кыеву... аще ли хощеши гнѣвъ имѣти и погубити град, то вѣси, яко нама жаль отня стола». В том же году посылает в Киев за преподобным Антонием (умер 10 июля 1073 г.), основателем Киево-Печерского монастыря, и вывозит старца в Чернигов, спасая его тем самым от гнева Изяслава.

20 мая 1072 г. в Вышгороде вместе с братьями Изяславом и Всеволодом, а также митрополитом Георгием (умер после 1073 г.) и многими русскими иерархами принимает участие в торжественном перенесении мощей святых князей Бориса и Глеба в новую деревянную церковь, построенную Изяславом. При открытии гробниц святых князей митрополит благословляет братьев рукою святого Глеба. Святослав же, взяв у митрополита святые мощи, прикладывает их к шее, глазам и темени.

Весной 1073 г. союз трех князей-Ярославичей окончательно распадается. Святослав Ярославич, по словам летописца, «желая болшее власти», подбивает Всеволода отнять у старшего брата киевский престол, обвиняя того в сговоре со Всеславом Полоцким. Изяслав бежит из Киева «в Ляхы» (в Польшу. — Д.В. Донской). Святослав же, «преступив заповѣдь отню», то есть нарушив завещание своего отца Ярослава Мудрого, садится 22 марта на княжение в Киеве.

В том же году переводит своего племянника, князя Владимира Всеволодовича Мономаха, из Смоленска в г. Владимир-Волынский. В том же году собственноручно закладывает церковь Успения Святой Богородицы в Киево-Печерском монастыре, сам начинает копать ров под фундамент и дает на постройку церкви 100 гривен золота.

В 1074 г. посылает своего племянника Владимира Мономаха восстанавливать сожженный поляками г. Берестье. В том же году вместе с сыном Глебом посещает находящегося при смерти преподобного Феодосия, игумена Киево-Печерского монастыря, и обещает ему взять монастырь под свое покровительство. По свидетельству монаха Киево-Печерского монастыря, агиографа и летописца Нестора (умер около 1114 г.), автора «Жития Феодосия Печерского» (80-е гг. XI в.), в момент кончины святого (3 мая 1074 г.) Святослав видит знамение над монастырем — «стълъпъ огньнъ, до небесе сущь... Сего же инъ никътоже видъ, нъ тъкъмо князь единъ».

Попытки Изяслава заручиться союзниками на Западе заставляют Святослава также активизировать свою внешнюю политику. В 1075 г. он принимает посольство германского короля Генриха IV (из Франконской династии; умер 7 августа 1106 г.) во главе с Бурхардом, настоятелем церкви святого Симеона в г. Трир, и братом его второй жены. Святослав, желая не допустить союза германского короля с Изяславом, хвастается перед послами своими несметными богатствами и отправляет многочисленные дары в г. Майнц (резиденция архиепископов) королю Генриху, где, по словам немецкого хрониста Ламперта Херсфельдского (умер после 1077 г.), не помнили, чтобы такое богатство «разом привозилось в Германское королевство».

В то же время Святослав заключает союз с польским князем Болеславом II Смелым (из Пястов; умер 21 марта 1081 г.), противником Генриха IV и родственником и потенциальным союзником Изяслава. В начале 1076 г. посылает своего сына Олега и племянника Владимира Мономаха в помощь полякам против чехов; князья совершают поход «за Глоговы (город. — Д.В. Донской) до Чешьскаго леса» (ныне на границе Заподной Чехии и Германии. — Д.В. Донской).

27 декабря того же года князь Святослав умирает в Киеве от неудачной операции «рѣзанья желве» (нарыв. — Д.В. Донской). Болезнь мучила князя последние четыре года, когда в мае 1072 г. он пытался вылечиться, прикладывая святые мощи к шее. Погребен в Чернигове в соборной церкви Святого Спаса Преображения. Русская Православная Церковь почитает князя местно.

Князь Святослав известен как книжник, владелец библиотеки, из которой сохранились рукописи: так называемые «Изборник» 1073 г. и «Изборник» 1076 г. Первая из книг, переписанная дьяком Иоанном и еще одним писцом специально для князя, содержит миниатюру, изображающую семейство Святослава — его самого, супругу и пятерых сыновей.

Святослав Ярославич был женат дважды:

1) примерно с 1050 г. на Килликии или Кикилии, неизвестной по происхождению иностранке. От нее имел сыновей: Глеба, Олега, Романа Красного и Давыда. Как известно, летописи не называют точных дат или последовательности их рождений; расположены они в словаре в порядке первых упоминаний в источниках. Но, по сведениям польского хрониста Мацея Стрыйковского (умер после 1582 г.), порядок рождения сыновей Святослава иной: «Родился Святославов сын Олег, а за ним другой — Давыд, третьим потом — Глеб»;

2) с начала 70-х гг. XI в. на Оде, дочери маркграфа Венгерской марки Лютпольда (из Бабенбергов; умер в декабре 1043 г.). От этого брака князь оставил сына Ярослава; кроме того, у него были дочери Вышеслава и Предслава. По нелетописным же известиям, были еще сыновья: Всеслав, Игорь (упоминается в 1098 г.) и Святослав (умер после 1127 г.).