La costruzione fu attribuita a diversi architetti fra cui Cameron e Quarenghi fino a L'vov. A quest'ultimo si riconducono, secondo gli studiosi, molti elementi di altre sue opere quali la Cattedrale di Mogilev e quella di Torzok. Nonostante la varietà della rielaborazione artistica-plastica, troviamo nella Chiesa di S. Sofia alcune caratteristiche dalle quali appare evidente il legame con le forme compositive palladiane: la pianta quadrata, la forma della cupola, la presenza delle logge con le colonne.