Η Αγία Σοφία, στη συνοικία των παλατιών, ταυτίζεται με το καθολικό της πατριαρχικής Μονής του Ζωοδότη Χριστού, που ίδρυσε στα μέσα του 14ου αιώνα ο πρώτος Δεσπότης του Μυστρά Μανουήλ Καντακουζηνός, του οποίου τα μονογράμματα διαβάζονται στα επίκρανα των δυτικών ψευτοπαραστάδων και των κιόνων. Επί Τουρκοκρατίας μετατράπηκε σε τζαμί.


Το μνημείο ανήκει στον αρχιτεκτονικό τύπο του δίστυλου σταυροειδούς εγγεγραμμένου με τρούλο ναού, με τρεις τρίπλευρες εξωτερικά αψίδες ανατολικά, νάρθηκα δυτικά και δύο στοές βόρεια και δυτικά, από τις οποίες διατηρείται η πρώτη και το βόρειο τμήμα της δεύτερης. Σύγχρονά του είναι το ταφικό παρεκκλήσι με την υπόγεια κρύπτη ανατολικά της βόρειας στοάς, το τριώροφο καμπαναριό δυτικά και η άλλοτε διώροφη Τράπεζα βορειοδυτικά της εκκλησίας, ενώ μεταγενέστερες προσθήκες αποτελούν τα τρία παρεκκλήσια στη νότια πλευρά του. Ο ναός στο μεγαλύτερο μέρος έχει κτιστεί κατά το πλινθοπερίκλειστο σύστημα και φέρει πλούσιο κεραμοπλαστικό διάκοσμο στα τύμπανα των κεραιών του σταυρού.

Από το αρχικό εικονογραφικό πρόγραμμα του καθολικού σώζεται καλύτερα ο ένθρονος Παντοκράτορας στην κόγχη του Ιερού, αντίθετα με τα ανατολικά παρεκκλήσια, όπου ο ζωγραφικός διάκοσμος διατηρείται σχεδόν στο σύνολό του. Με εξαίρεση το διάκοσμο στο βορειοανατολικό παρεκκλήσι, που χρονολογείται στα τέλη του 14ου αιώνα, οι υπόλοιπες παραστάσεις τοποθετούνται στο β΄ μισό του ίδιου αιώνα.


Την επιμελημένη διακόσμηση του εσωτερικού του ναού συμπληρώνουν μαρμαροθετήματα, οι δύο κίονες δυτικά και το παλιότερο, του 12ου αιώνα, επιστύλιο του τέμπλου, το οποίο σώζεται αποσπασματικά.