En frente de la catedral de San Alexander Nevski, se alza la iglesia de Santa Sofía, la más antigua de la capital búlgara, y la que da nombre a la ciudad. Es un edificio que a primera vista no impacta al visitante, pues exteriormente, debido a las restauraciones, no parece que pueda datar de tan antiguo.
Fue construida en el siglo VI durante el reinado de Justiniano. Durante la larga dominación turca se empleó como mezquita, hasta que en el siglo XIX un terremoto derribó una de las torres y el edificio fue abandonado como centro de culto islámico.
A partir de 1900 comenzaron las obras de restauración de esta iglesia ortodoxa tan importante para la nueva Bulgaria independiente. Junto a la iglesia se encuentra la tumba del soldado desconocido.