Архитектурным центром Кремля со времени его основания является Софийский собор. София — древнейший православный кафедральный храм на территории Российской Федерации, выдающееся произведение русской архитектуры домонгольского периода.
Софийский собор построен повелением Новгородского князя Владимира — сына Ярослава Мудрого, и епископа Луки в 1045-1050 гг. Это одно из крупнейших сооружений Киевской Руси, свидетельствующее о силе и величии молодого государства. С 30-х годов XII века София перестает быть княжеским храмом и превращается в главный храм Новгородской вечевой республики и символ Новгорода.
Несколько веков собор являлся религиозным и политическим центром Новгорода. В Софии принимали послов, иностранных гостей, решали важные государственные вопросы, хранилась казна архиерейского Дома Святой Софии. С XI века при Софии существовала школа, творила бессмертные шедевры иконописная мастерская, в скриптории переписывались и украшались рукописи, велась летопись и находилась крупнейшая библиотека. В соборе хоронили видных политических и религиозных деятелей. Древнейших русский православный некрополь сосредоточен в южной части храма. У стен Софии собиралось Новгородское вече, отсюда уходили воевать новгородские воины, молился и получал благословение перед решающими сражениями святой благоверный Александр Невский.
За всю историю Софийский собор неоднократно подвергался крупным перестройкам, несколько изменившим его первоначальный облик. В конце ХIХ – начале ХХ века была проведена первая научная реставрация собора под руководством академика архитектуры В.В.Суслова. Были восстановлены первоначальное посводное покрытие, крестчатая форма столбов в интерьере и значительное число древних окон. Таким образом, архитектура храма максимально приблизилась к формам, задуманным в ХI веке.
Софийский собор представляет собой огромный крестовокупольный храм. Мощные выступы лопаток членят фасады в соответствии с внутренней структурой и в то же время как бы укрепляют его по основным осям. Все членения здания завершаются либо полуциркульными закомарами, либо двухскатными щипцами–фронтонами, являющимися характерной особенностью структуры собора. Основной объем храма увенчан строгим пятиглавием, шестая глава располагается над лестничной башней.
Внутри собор членят на пять продольных нефов мощные крестчатые в плане столбы, поддерживающие своды, и обширные княжеские палати. С трех сторон к храму примыкают паперти, которые изначально были задуманы как открытые галереи, но в процессе строительства были преобразованы в закрытые боковые “крылья” собора. В большом, сложном и утяжеленном сооружении Софии доминирует центральный пространственный крест с вознесенным над ним на высоту 36,5 метров главным куполом.
Главный — западный — портал храма украшен древними бронзовыми вратами.. Их выполнили в Магдебурге в середине XII в. немецкие мастера. В клеймах запечатлены сюжеты Ветхого и Нового Заветов, сцены символического характера и исторические лица: заказчик врат Плоцкий архиепископ Александр, мастера-литейщики Риквин и Вайсмут. Вероятно, изначально врата предназначались для собора в Плоцке; Новгород же приобрел это замечательное произведение западноевропейского бронзового литья, по-видимому, уже в первой половине XV в.. Местный мастер смонтировал створки врат, дополнив “заморское” изделие новыми рельефами и русскими переводами к латинским надписям. В нижней части левой створы он поместил “автопортрет” с атрибутами ремесла, подписав его кириллицей: “Аврам”.
Собор со времени его основания являлся усыпальницей новгородских князей и владык. Доступны для осмотра посетителей гробницы с мощами основателя собора – князя Владимира Ярославича, святителей Никиты и Иоанна, наряду с другими ценнейшими реликвиями: иконой XII в. «Богоматерь Знамение», историческими Успенским и Рождественским иконостасами с иконами XIV-XVII вв., паникадилом, подаренным собору Борисом Годуновым. На стенах Софийского собора сохранились фрагменты фресковой росписи XII в., а также многочисленные надписи (граффити), процарапанные в разное время посетителями храма, начиная с XI в. От первоначального убранства Софии сохранились мозаичные настенные плиты, украшающие «горнее место». Центральный иконостас включает 87 икон XV-XIX вв. Иконостас в приделе Рождества Богородицы в основном состоит из икон XVI века, исполненных, согласно преданию, архиепископом Макарием – автором Миней Четьих и будущим митрополитом Московским и Всея Руси, но включает также уникальный образ Спаса на престоле, исполненный по заказу владыки Моисея в 1362 г., а также икону «Богоматерь Тихвинская», XVI в., происходящую из Николо-Беседного монастыря и участвовавшую при заключении новгородцами Столбовского мира со шведами в 1617 г.
Вход в Рождественский придел украшен бронзовыми вратами XI века. В соборе сохранились деревянные резные Царское и Святительское места XVI века. В древности в соборе было 4 алтаря: Главный Софийский (в 1497 году освященный архиепископом Геннадием во имя Успения Богоматери), Рождества Богородицы, Иоанна Богослова и Усекновения главы Иоанна Предтечи.
В 1926 году служба в соборе была прекращена. До Великой Отечественной войны в Софии находился музей атеизма.
В августе 1991 года собор был возвращен Русской Православной Церкви. Патриархом Русской Православной Церкви Алексием 16 августа 1991 года был освящен главный престол Софийского собора и свершена Божественная литургия, которую ознаменовало чудесное событие – появление над главами собора в ясном небе радужного венца.
В настоящее время в соборе регулярно проводятся богослужения; в остальное время храм, являющийся объектом культурного наследия Российской Федерации и внесенный в Реестр Всемирного наследия ЮНЕСКО, открыт для посещения всеми желающими. Новгородский музей-заповедник в его интерьере проводит экскурсии. При Софийском соборе с 1991 года по инициативе и благословению настоятеля храма — владыки Льва – созданы и действуют Воскресная школа, Хранительская служба, библиотека и иконописная мастерская.