Im heutigen Stadtzentrum befanden sich im antiken „Serdika“ das Forum und der Sitz des Prätors, auf dessen Ruinen um 1900 die „Kathedrale Sv. Nedelja“ gebaut wurde, mit interessanter Ikonostase und Wandmalereien im Inneren. Im Süden steht die „Geistliche Akademie bzw. Priesterseminar“ mit Museum (Ikonen, Handschriften, Kirchengeschichte) und das Gerichtsgebäude, ein klassisistischer Bau von 1940, sowie weiter nördlich das Zentralkaufhaus, an dessen Nordseite das 1913 fertiggestellte Sofioter Mineralbad mit seiner auffälligen, aus dekorativer Keramik gestalteten Vorderfront liegt.
Davor befindet sich die türkische Moschee aus dem Jahre 1576, ein Beispiel osmanischer Architektur. Auf der anderen Seite die 1911 im Stil der Renaissance erbaute „Zentralmarkthalle“ mit Uhrturm und Wappen von Sofia, in der Unterführung vor dem Zentralkaufhaus dann die kleine Kirche Sv. Petka Samardschijska aus dem 14. und 15. Jahrhundert mit gut erhaltenen Wandmalereien.
Nach Osten schließt sich der zentrale Platz Sofias an, mit Fragmenten der Ostpforte des römischen Serdika, Steinplatten der alten Ausfuhrstraße aus dem 2. Jahrhundert nach Konstantinopel, dem heutigen Istanbul, Überreste des Festungsgemäuers, ferner Gefäße zum Aufbewahren von Getreide.
Im Innenhof des ehemaligen Hotels „Balkan“, dem jetzigen „Sheraton“, findet man das älteste Gebäude Sofias, die „Rotunde Sv. Georgi“. Wahrscheinlich lag an ihrer Stelle ursprünglich ein Bad; die Kirche stammt aus dem 4. Jahrhundert und besitzt Reste dreier Schichten von Wandmalereien aus dem 11. bis 13. Jahrhundert.
Sehenswert ist auch das „Denkmal der Befreier“ - der russische Zar Alexander II. hoch zu Ross - nach einem Entwurf des Italieners Arnoldo Zocchi, 1901 bis 1907. Im Halbrund angeordnet das ehemalige Hotel „Sofija“, jetzt „Radisson SAS“, die Gebäude der Bulgarischen Akademie der Wissenschaften und - freistehend an der Nordseite - die Nationalversammlung. Nach Norden zu dann der „Alexander-Newski-Platz“, der völlig von der Alexander-Newski-Kathedrale, dem Wahrzeichen der Stadt, beherrscht wird.
Der Monumentalbau, 1904 bis 1912 nach dem Entwurf des russischen Architekten Alexander Nikolajewitsch Pomeranzew im neobyzantinischen Stil entstanden, bedeckt eine Fläche von mehr als 2500 Quadratmeter und fasst 5000 Menschen. Zu der kostbaren Innenausstattung zählen 270 Wandgemälde, 80 Ikonen, kunstvolle Schnitzereien und Details aus verschiedenfarbigem, fremdländischem Alabaster. Die Krypta birgt ein einzigartiges Ikonenmuseum mit hervorragenden Beispielen ab dem 12. Jahrhundert, unter anderem eine Kollektion von Ikonen aus Nessebar aus dem 16. und 17. Jahrhundert.
Im Stadtteil Bojana (am Fuße des Vitoshas) befindet sich die "Bojana-Kirche". Die Architektur stammt aus dem 9. bis 11. Jahrhundert und ist mit unzähligen und zum Teil makellos erhaltenen Wandmalerein aus den verschiedenen Epochen versehen (die älteste Malereischicht stammt aus dem 11. bis 12. Jahrhundert, die jüngste aus 1882). Die Kirche wurde bereits 1979 in die UNESCO-Liste des Weltkulturerbes aufgenommen.