La Cattedrale di Santa Sofia (Собор Святої Софії o Софійський собор) è un monumento risalente al Rus' di Kiev, odierna Kiev. È uno dei luoghi più famosi della città, ed è stato il primo sito ucraino ad essere inserito tra i Patrimoni dell'umanità dell'UNESCO.
Il complesso della Cattedrale è il componente principale del Santuario nazionale di Sofia di Kiev, istituzione statale responsabile della sua preservazione e di quella di altri luoghi storici della città.
La cattedrale trae il nome da quella di Hagia Sophia di Costantinopoli. Secondo le leggende popolari il suo modello era la Cattedrale di Santa Sofia di Novgorod, con le sue 13 cupole di quercia, che Jaroslav I di Kiev decise di imitare in segno di gratitudine verso i cittadini di Novgorod che lo avevano aiutato ad assicurarsi il trono di Kiev nel 1019.
Le prime fondamenta vennero costruite nel 1037 ed i lavori occuparono circa venti anni. La struttura è composta di 5 navate, 5 absidi e (abbastanza strano per l'architettura bizantina) 13 cupole. È circondata da una doppia fila di gallerie su tre lati, e misura 37x55 metri. All'interno contiene mosaici e affreschi dell'undicesimo secolo, compresa una cadente rappresentazione della famiglia reale di Yaroslav.
Originariamente la cattedrale veniva utilizzata come sepolcro per i governanti di Kiev, e vi furono inumati anche Vladimir II di Kiev, Vsevolod di Kiev e, ovviamente visto che ne è il creatore, Jaroslav I di Kiev, nonostante solo la tomba di quest'ultimo sia ancora presente ai giorni nostri.
Dopo il saccheggio di Kiev fatto da Andrea I di Vladimir del Principato di Vladimir-Suzdal nel 1169, seguito dall'invasione mongola della Russia nel 1240, la cattedrale cadde in disuso. Dopo l'unione di Brest (1595-1596) la cattedrale di Santa Sofia venne annessa alla chiesa greco-cattolica ucraina finché non venne reclamata dal metropolita ucraino ortodosso Pietro Mogila (Mohyla) nel 1633. Mogila commissionò le riparazioni e la parte superiore dell'edificio venne quasi completamente ricostruita, sul modello dell'italiano Octaviano Mancini in stile barocco ucraino, mantenendo gli interni bizantini e con loro lo splendore del complesso. I lavori vennero proseguiti dall'Etmano cosacco Ivan Mazepa, e nel 1740 la cattedrale assunse il suo attuale aspetto.
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Dopo la rivoluzione russa del 1917, e durante la campagna antireligiosa sovietica del 1920, il governo decise la distruzione della cattedrale e la trasformazione delle fondamenta in un parco dedicato agli "eroi di Perekop" (in seguito alla vittoria dell'Armata Rossa nella guerra civile russa in Crimea). La cattedrale venne salvata dalla distruzione grazie agli sforzi di molti scienziati e storici. Nonostante questo, nel 1934, le autorità sovietiche confiscarono la chiesa e le vicine strutture risalenti al diciassettesimo-diciottesimo secolo trasformandole in museo storico ed architetturale.
A partire dai tardi anni ottanta i politici sovietici e, in seguito, gli ucraini, promisero di farla ritornare una chiesa ortodossa. A causa di vari scismi avvenuti nella chiesa, tutte le fazioni ortodosse nonché la greca-cattolica la reclamarono. La funzione più famosa fu il funerale del patriarca Volodomyr della Chiesa ortodossa ucraina (patriarcato di Kiev); in seguito non è più stato concesso il diritto a cerimonie regolari. Oggi il complesso è un museo della cristianità ucraina, e la maggiorparte dei visitatori sono turisti.