Передумови створення заповідника “Софія Київська” виникли ще 1919 р., коли націоналізовані будівлі колишнього Софійського монастиря були частково передані Всеукраїнському історичному музею релігійного культу. В цих спорудах також розміщувалися різноманітні установи, зокрема Софійська комісія Всеукраїнської Академії наук. У 1929 р. відомим українським вченим-пам’яткоохоронцем Ф. Ернстом вперше було висловлено ідею оголосити садибу Софійського собору заповідником.
Заповідник було створено 1934 року Постановою Ради Народних Комісарів УРСР, як відділ у складі Музейного містечка (Києво-Печерська Лавра), підпорядкований Народному комісаріату освіти. В травні 1935 р. заповідник відкрито для відвідування.
Постановою Ради Народних Комісарів від 7 березня 1939 р. № 217 Софійську філію Музейного містечка було перетворено на самостійний музей, до складу якого увійшли Софійський собор і дзвіниця. На правах філіалів були включені Андріївська, Кирилівська церкви та церква Спаса на Берестові і затверджено назву: Софійський державний архітектурно-історичний музей-заповідник.
1944 р. згідно Постанови Ради Народних Комісарів УРСР і ЦК КП/б/У від 27 березня 1944 р. № 281 Софійський заповідник увійшов до складу української філії Академії архітектури СРСР. За ним було закріплено всю територію колишнього Софійського подвір’я з усіма спорудами і приміщеннями та перейменовано на — Державний архітектурно-історичний заповідник “Софійський музей”.
У 1945 р., після реорганізації української філії Академії архітектури СРСР в Академію архітектури УРСР, заповідник залишився у складі останньої. З 1956 р. він увійшов до Академії будівництва і архітектури УРСР. У зв’язку з ліквідацією в 1963 р. Академії будівництва і архітектури УРСР, заповідник було підпорядковано Державному комітету УРСР при Раді Міністрів у справах будівництва (наказ Держбуду УРСР № 236 від 31 серпня 1963 р.).
Впродовж 1950–90-х років до заповідника на правах відділів були приєднані:
На сьогоднішній день Національний заповідник “Софія Київська” — це музейний комплекс, який об’єднує 77 пам’яток архітектури. Пам’ятки заповідника є головними об’єктами туристичних маршрутів Києва та АР Крим.
Діяльність Національного заповідника ”Софія Київська” одержала високу оцінку світової громадськості: у 1987 р. Міжнародне журі Гамбурзького Фонду (Німеччина) нагородило заповідник Європейською Золотою медаллю за збереження історичних пам’яток. У 1990 році Софійський собор з комплексом монастирських споруд ХVІІІ ст. на його території включено до Списку всесвітньої спадщини ЮНЕСКО.
Указом Президента України від 11 жовтня 1994 р. № 587 Софійському заповіднику надано статус національного закладу культури України і визначено назву Національний заповідник “Софія Київська”.
Відповідно до розпорядження Кабінету Міністрів України від 09 червня 2011 р. № 552 цілісний майновий комплекс заповідника передано до сфери управління Міністерства культури України.
Фондові колекції заповідника нараховують понад 80,0 тис. одиниць зберігання. Це археологічні колекції, предмети декоративно-прикладного мистецтва, унікальні архітектурні проекти різних років, велика колекція фотоматеріалів тощо.
Основні напрями діяльності заповідника: пам’яткоохоронна, реставраційно-реабілітаційна, науково-дослідна, методична, фондова, експозиційна, просвітницька тощо. Заповідником проводиться комплекс заходів, пов’язаних з номінуванням пам’яток – Кирилівської та Андріївської церков, Судацької фортеці до Списку всесвітньої спадщини ЮНЕСКО.