Тривалий час вважали, що його звів Ярослав Мудрий та лише нещодавно історики довели – спорудити святиню наказав хреститель Київської Русі Володимир Великий ще 1011 року, а це означає, що цим мурам уже більше тисячі років.
Для зведення собору князь запросив із Візантії кращих майстрів. Про їхні вміння свідчить хоча б непідвладний часу фундамент, який уже 10 століть міцно стоїть на київських ґрунтах. Та головна гордість Софії — внутрішнє оздоблення. Фрески у храмі займають площу 3 тисячі квадратних метрів, а збережені мозаїки 11 століття є найбільшими у світі: 260 квадратних метрів. Вражає й багатство відтінків смальти.
До прикладу, 34 відтінки зеленого кольору, золотого – 25. Учені й досі не розуміють, як засобами, які існували в 11 столітті, можна було цього досягти.
Окраса собору — шестиметрове зображення Богородиці Оранти. В це важко повірити, але ніхто з численних загарбників Києва жодного разу не підняв руки на мозаїку. Стіну, на якій вона розташована, називають "Непорушною", а в народі існує повір'я, що доки стоїть Оранта, доти стоїть і Київ.
А от іконостасу "Царські ворота" пощастило менше. Прийшовши до влади, більшовики розрізали його на шматки, переплавили та відправили в резервний фонд дорогоцінних металів. На щастя, залишилось 11 фрагментів, які випадково знайшли на складах Києво-Печерської Лаври. В радянські часи офіційна Москва поскупилася закупити 2 кілограми срібла на реставрацію вцілілих частин.
2008 року, вже за часів незалежної України, іконостас нарешті відновили, витративши на це 104 кілограми срібла.
У 30-роках Сталін наказав знищити собор, однак втрутилися французи. Пам'ятаючи, що дружина Генріха Першого була донькою Ярослава Мудрого, не могли допустити такого вандалізму, нехай навіть в іншній державі. Аби не розбурхати політичний скандал, Софію перетворили на архітектурний заповідник.
1936 року вперше відкрили саркофаг Ярослава Мудрого та його дружини Ірини. Згодом останки відправили до Ленінградського інституту антропології, де й підтвердили особу князя. У 1940 році обидва кістяки повернули у фонди заповідника, а 1964 року, згідно з документами, їх помістили назад у саркофаг. Утім, коли у 2009 його вчетверте відкрили, то знайшли лише рештки княгині. Останків Ярослава Мудрого не було, й достовірних даних, де вони можуть бути, немає.
Софійський собор, як і площа перед ним, крізь століття проніс особливу енергетику. Тут зустрічали після перемог військо Богдана Хмельницького, проголошували Акт Злуки УНР та ЗУНР і тут проходив живий ланцюг 1990 року, що символізував єднання української нації.