На стрелке Нижнего Замка, обращенной к р. Полоте, был обнаружен развал строительных материалов. В 1976 г. здесь удалось найти остатки древнего храма, а в 1977 г. произведены его раскопки (П. А. Раппопорт). От церкви уцелели фундаменты, а местами нижние ряды кирпичной кладки стен. Были вскрыты западная и частично северная стены, юго-восточный угол, а также ленточные фундаменты, идущие от наружных стен к северо-западному столбу. Апсидная часть не сохранилась (табл. 11).
Церковь была четырехстолпной. Ее ширина 14.1 м, длина (без апсиды) около 14.5 м, азимут приблизительно 77—79°. Разбивка наружных стен лопатками свидетельствует о том, что стороны подкупольного пространства равнялись приблизительно 3.7 м. Лопатки храма плоские, двухуступчатые. Толщина степ 1.1 —1.2 м, но в среднем членении западной стены, судя по фундаменту, значительно больше. С северной стороны церкви обнаружен небольшой кусок фундамента галереи, имевшей ширину около 2 м. У западного угла галерея, видимо, расширялась. Стены галереи тонкие, ширина ее фундамента 0.75 м.
Стены церкви были сложены в технике со скрытым рядом из кирпичей размером 3.5—4X22X29.5— 30 см, с отклонениями до 2 см. Около 20% кирпичей имеет ширину 15—16 см. Раствор известковый, розовый от примеси цемянки. На торцах кирпичей встречаются немногочисленные знаки. Фундаменты — булыжники, уложенные без раствора. Котлован был отрыт под всем зданием на глубину около 70 см, а фундаментные рвы опущены в культурный слой еще на 30—35 см. Таким образом, общая глубина фундаментов примерно 1 м. Пространство между фундаментами заполнено искусственной подсыпкой из суглинка. Помимо основных фундаментов в здании обнаружены дополнительные, не заглубленные в древнюю поверхность, а впущенные только в слой подсыпки. При раскопках найдены обломки штукатурки с остатками фресковой росписи и поливные керамические плитки. Встречены также многочисленные куски обмазки, по-видимому, от покрытия кирпичных гробниц и обломки резного саркофага из красного шифера.
Культурный слой в районе памятника относится к XI в. Возможно, что до постройки кирпичной церкви здесь существовала деревянная, сгоревшие остатки которой обнаружены при раскопках. В фундаменте юго-восточного угла имеются прослойки строительного мусора, связанные с разрушением этого же здания, что свидетельствует о каких-то довольно серьезных перестройках храма.
Судя по строительной технике, церковь возведена в первой половине XII в. В описи Полоцка 1664 г. против «вывода», т. е. бастиона, расположенного на мысу Стрелецкого острога (Нижнего Замка), отмечена церковь Бориса и Глеба [Сапунов А. Витебская старина. Витебск, 1885, т. 4, ч. 2, с. 201]. Очень возможно, что это упоминание относится к данному памятнику.
Раппопорт П. А. Полоцкое зодчество XII в. — СА, 1980, № 3, с. 150—155.