Колокольня этой церкви – самая заметная с Большого Москворецкого моста. Любуясь видом Кремля и перспективой Москвы-реки, невозможно не заметить высокий шатёр, доминирующий над всей застройкой Софийской набережной. Однако саму церковь при этом видят немногие – лишь те, кто подойдёт ближе к колокольне и через её ворота пройдёт во двор. Только так можно увидеть храм, который существенно старше колокольни.

Софийская церковь была создана царскими садовниками, селившимися напротив Кремля, на территории самого сада. Впервые она упоминается в письменных источниках в 1495 году – одна из древнейших в Замоскворечье! Однако затем храм надолго исчезает и вновь упоминается как деревянный почти через 200 лет – в 1672 году. Через 10 лет, в 1682 году, он уже выстроен в камне – это здание и сохранилось с перестройками до наших дней.

Изначально церковь Софии Премудрости Божией выглядела традиционно для своего времени: имела строение «кораблём» с запада на восток (от колокольни до алтаря), венчалась пятиглавием с горкой кокошников, которые были украшены изразцами. Однако со временем облик храма изменился. В середине XIX века обветшавшая шатровая колокольня в западной части здания была разобрана. Вместо неё 1862 – 1868 по проекту архитектора Николая Ивановича Козловского со стороны набережной в русском стиле возведена отдельно стоящая трёхъярусная колокольня. По замыслу архитектора, она должна была создавать ансамбль с кремлёвскими башнями напротив. Во втором ярусе колокольни на средства купца Котова был освящён храм во имя иконы Божией Матери «Взыскание погибших».

В 1890-е гг. интерьеры храма украсили росписи, выполненные в стиле XVII в. В 1929–1930 гг. над созданием новых росписей работал известный церковный живописец граф В.А. Комаровский.

Предполагалась и полная перестройка здания самой церкви, однако данный проект не был реализован. В 1891 – 1893 годах на смену старой трапезной пришла новая – более широкая, с крупными окнами, украшенными псевдорусскими остроконечными наличниками. В ней были освящены приделы Андрея Первозванного и святого Николая Чудотворца. Кокошники на главной части церкви оказались скрыты под поздней крышей. В 1932 г. храм закрыли, росписи закрасили. В 1992 г. церковь, в которой до этого поочередно размещались заводской клуб, квартиры, техническая лаборатория, была передана верующим. 

В 2017 г. был проведен комплекс работ по консервации, реставрации и воссозданию утрат авторской живописи. Эскизы воссоздания живописи создавались на основе анализа сохранившихся эскизов В.А. Комаровского и материалов фотофиксации 1930-х гг.

В 2018 году церковь Софии Премудрости Божией стала лауреатом конкурса Правительства Москвы "Московская реставрация" в номинации "лучшая организация ремонтно-реставрационных работ".