Ο ναός της Αγίας Σοφίας, σημαντικότατος για την πόλη της Δράμας και για τη βυζαντινή αρχιτεκτονική, τρουλλαίος ναός με περίστωο μεταβατικού τύπου, δέσποζε άλλοτε στην κορυφή του οχυρωμένου λόφου. Σήμερα ξεπροβάλλει μισοχωμένος στο έδαφος με επεμβάσεις της βυζαντινής περιόδου και με προσθήκες, τόσο από την εποχή της οθωμανικής κυριαρχίας, όταν μετατράπηκε σε μουσουλμανικό τέμενος, όσο και από την περίοδο μετά το 1913, οπότε και επαναλειτούργησε ως χριστιανικός ναός. Ως προς την αρχιτεκτονική ο ναός διατηρεί ομοιότητες με εμβληματικά μνημεία της βυζαντινής ναοδομίας, όπως η αγία Σοφία Θεσσαλονίκης και η Κοίμηση στη Νίκαια της Βιθυνίας Μικράς Ασίας, και προδίδει επιδράσεις από τα δύο σπουδαιότερα κέντρα της αυτοκρατορίας, την Κωνσταντινούπολη και τη Θεσσαλονίκη. Χρονολογείται στον 10ο αιώνα.

Πρόσφατα ολοκληρώθηκε το πρώτο στάδιο της αποκατάστασης της αγίας Σοφίας και νέα στοιχεία για την οικοδομική της ιστορία ήρθαν στο φως. Ακόμη, διαπιστώθηκε ότι ο ναός του 10ου αιώνα ανεγέρθηκε επάνω στα ερείπια μιας τρίκλιτης παλαιοχριστιανικής βασιλικής που τα λείψανά της αποκαλύφθηκαν κατά τις εργασίες διαμόρφωσης του αύλειου χώρου της Αγίας Σοφίας. Η παλαιοχριστιανική αυτή βασιλική, που η ανασκαφή της δεν ολοκληρώθηκε ακόμη, συνιστά πλέον τον παλαιότερο σωζόμενο ναό στην πόλη της Δράμας.