Родился в 1027. Третий сын великого князя Киевского Ярослава Мудрого и Ингегерды (Ирины), дочери шведского короля Олафа Шётконунга. В крещении получил имя Никола. Среди братьев он выделялся способностями и энергией.

В 1054 он получил от отца в удел Чернигов. При нём черниговский епископ принял статус митрополита и в Чернигове активизировалось строительство храмов и монастырей.

Вместе с Изяславом Киевским и Всеволодом Переяславским Святослав распоряжается всеми делами на Руси. Вместе они отбирают уделы у князей-изгоев, вместе совершают походы. Самый энергичный из изгоев, Ростислав Владимирович, успел утвердиться в Тмутаракани, и Святослав только после его смерти мог присоединить её к своим владениям.

В 1067 Святослав вместе с братьями предпринял поход против беспокойного Всеслава Брячиславича Полоцкого, который за набег на Новгород был разбит и посажен в поруб в Киеве.

В союзе с Изяславом и Всеволодом Святослав вёл борьбу с восточными кочевниками — торками, силу которых им удалось сломить, и половцами, борьба с которыми была неудачна. В 1068 половцы напали на Переяславское княжество. Братья вышли против них, но были разбиты на реке Альте и бежали. Святослав быстро оправился и 1.11.1068 нанёс вторгнувшимся в Черниговскую область половцам сильное поражение у Сновска, что значительно подняло его авторитет на Руси.

Между тем Изяслав во время половецкого нашествия был изгнан из Киева. Святослав равнодушно отнёсся к изгнанию брата, и когда последний явился под Киев с польскими войсками, Святослав и Всеволод ходатайствовали перед ним за киевлян.

В 1073, вступив в заговор со Всеволодом, Святослав выгнал Изяслава из Киева, и тот отправился в Европу, где тщетно просил помощи у поляков, императора Генриха IV и Папы Григория VII. По некоторым данным, этой акции предшествовала активная внешняя политика Черниговского княжества, имевшая целью международную изоляцию Изяслава.

Все попытки Изяслава вернуть себе Киевское кияжение были тщетны до самой смерти Святослава. Он скончался 27.12.1076, став жертвой неудачной хирургической операции (удаления опухоли). Киевский престол после его смерти занял Всеволод, который вскоре вернул его Изяславу.

Святослав осознавал то влияние, какое приобрело в то время духовенство и умел привлечь его на свою сторону. Он покровительствовал Св. Антонию и Св. Феодосию, щедро одарил Печерский монастырь в Киеве и построил в Чернигове монастыри Елецкий и Ильинский.

Святослав был женат дважды. Первым браком он был женат на Кикилии (Цецилии), от которой было 4 сына:

Глеб (ум. 1078) — князь Тмутараканский (1064 и 1066-1068), Новгородский (1068-1073, 1077-1078), Переяславский (1073-1077);

Роман Красный (ум. 1079) — князь Тмутараканский (1069-1079);

Давыд (ум. 1123) — князь Переяславский (1073-1076), князь Муромский (1076-1093), князь Ссмоленский (1093-1095, 1096-1097), князь Новгородский (1094-1095), князь Черниговский (1097-1123);

Олег (ум. 1115) — князь Тмутараканский.

Давыд и Олег стали родоначальниками двух знаменитых в XII веке ветвей черниговских князей, Давыдовичей и Ольговичей.

От второго брака, с Одой, возможно дочерью маркграфа Луитпольда Бабенберга, родственницей Папы Льва IX и императора Генриха III, Святослав имел одного сына — Ярослава (ок.1070-1129), впоследствии также черниговского князя, который стал предком династии князей Муромских и Рязанских.