Собор Святой Софии, построенный в 12 веке, является памятником византийского архитектурного искусства. Церковь крестово-купольная, она имеет 5 неф, 5 апсид и 13 куполов. На строительство храма, сегодня выполненного в стиле барокко, ушло 20 лет.
Близость собора к царскому дворцу делала его постоянным местом проведения таких мероприятий, как венчания на царство и подписания договоров. Великий князь Ярослав Мудрый, во времена правления которого строительство собора было закончено, основал первую в Украине библиотеку. Многие правители были похоронены в соборе за все эти годы. Саркофаг князя Ярослава находился в соборе с момента его захоронения. Хотя его останки, как полагают, вывезли во время Второй мировой войны.
Между 1169 и 1585 годами собор много раз переходил из рук в руки, и в результате был значительно повреждён. Во время его реконструкции в 1600-х и в начале 1700-х годов были добавлены детали в стиле барокко, такие как: купола грушевидной формы, а также колокольня, резиденция митрополита (глава местной церкви) и украшенные ворота в западном стиле. Именно в данное время в реконструкции внешней части здания начали применять штукатурку и побелку, а центральный купол золотили.
Фрески и мозаики, которые были созданы в одно время со строительством собора Святой Софии, украшают внутреннюю часть интерьера. Одним из самых известных произведений искусства является 6-метровая каменная и стеклянная мозаика молящейся Девы Марии.
С 1934 года церкви удалось устоять в послереволюционные времена, когда религия подвергалась гонениям, но церковным мозаикам удалось пережить тяжёлые времена, поэтому они считаются неразрушимыми.
Собор Святой Софии прекратил своё функционирование в качестве церкви. Собор начали использовать как музей истории христианства Украины.