Фрески північної вежі розповідають про урочистий в'їзд Ольги до Константинополя. Від цієї композиції вціліли лише фрагменти окремих сцен, де зображено імператрицю з почтом та імператора Романа ( сина Костянтина Багрянородного ) на білому коні. На верхньому майданчику сходів збереглася велика композиція „Княгиня Ольга на прийомі у Костянтина Багрянородного". Ліворуч — імператор, який сидить у палаці на троні, та два охоронці, озброєні списами і щитами. Праворуч, у центрі, зображено княгиню Ольгу. На її голові — корона, зпід якої на плечі спадає білий прозорий плат. Поруч з Ольгою — жінки з її почту. 
        Головною композицією південної вежі є фреска "Іподром", що розповідає про другий прийом княгині імператором — на константинопольському іподромі, де вона була свідком кінних змагань.
        У верхній частині вежі добре збереглося зображення палацу іподрому — великої триповерхової споруди з відкритими галереями, де розташувалися глядачі. Праворуч в імператорській ложі сидить імператор Костянтин Багрянородний. Художник переконливо передав його портретні риси — виразні очі, великий ніс з горбочком, бороду. Поруч — княгиня Ольга у світлих шатах, зі складеними на грудях руками. З виставами на іподромі, очевидно, пов'язані фрескові композиції "Акробати" і „Скоморохи", де музиканти грають на струнних, ударних і духових інструментах (серед них — пневматичний орган).
        На стінах обох веж добре видно орнаменти, символічні малюнки та численні мисливські сцени: "Полювання на ведмедя", "Боротьба ряджених", "Полювання на вепра" тощо. Ці фрески розповідають про побут феодального двора, про мисливський промисел, про тваринний і рослинний світ Київської Русі. Фрески веж — унікальна пам'ятка середньовічного монументального мистецтва і важливе історичне джерело, що свідчить про культурні зв'язки Київської Русі та Візантії.
        Звертає на себе увагу розпис, що зберігся в колишній хрещальні собору, зокрема фрескова композиція XI століття "Сорок севастійських мучеників". Хрещальнею приміщення стало на рубежі XI — XII сторіч, коли в арку галереї було вбудовано апсиду. Фрески апсиди — „Хрещення" і постаті святителів — відбивають стилістичні особливості монументального мистецтва того часу. 
        До нас дійшли чудові пам'ятки древньої пластики — орнаментальні шиферні плити парапетів хор, різьблений мармуровий саркофаг з останками князя Ярослава Мудрого, похованого 1054 року.
        В художньому оформленні стародавнього собору велику роль відігравала підлога: в центральній частині вона була мозаїчною, у бокових нефах, на хорах, в усипальні — керамічною, прикрашеною кольоровою поливою. Фрагменти древньої підлоги уціліли до нашого часу.
        На стінах собору відкрито давньоруські написи — графіті, продряпані гострим предметом по фресковій штукатурці. Особливу цінність мають графіті, що містять відомості про історичні події та культуру Київської Русі. Унікальним графіто є древня слов'янська азбука, яка проливає світло на історію походження кирилиці. Із творів мистецтва XVIII століття в Софії збереглися різьблений дерев'яний позолочений іконостас, мідні золочені двері у нартексі, окремі фрагменти живопису. Особливою увагою відвідувачів користуються мозаїки, фрески та шиферний рельєф з Михайлівського Золотоверхого собору (початок XII століття), що зберігаються в Софії на другому поверсі. Порівнюючи розписи обох храмів, можна простежити за стилістичними змінами у давньоруському мистецтві за період, що розділяє ці пам'ятки. У михайлівському живописі більше динаміки, різноманітніші пози, пропорції постатей витягнуті, мозаїчна смальта дещо більша за софійську, в палітрі мозаїк переважають зелені тони в поєднанні з фіолетовим, рожевим, сіро-білим.
        У розписах помітне підсилення графічного начала, особливо у трактовці убрання. Вважають, що у створенні михайлівського розпису брав участь відомий давньоруський художник Аліпій з Києво-Печерської лаври.
        У наш час Софійський собор стоїть серед колишніх монастирських будинків — цінних пам'яток українського зодчества XVIII століття. Поруч з ним височить 76-метрова дзвіниця, покрита багатим ліпленим декором. Своєю святковою архітектурою вона вирізняється серед навколишніх споруд і прикрашає загальний силует міста.
        На південь від собору міститься будинок Трапезної, що у XIX сторіччі був перебудований у Теплу церкву, її своєрідний силует і виразні архітектурні форми характерні для пам'яток української барочної архітектури. 
        Будинок митрополита — двоповерхова монументальна споруда з пишним барочним фронтоном і художнім декором на фасадах — з часом також змінював свій зовнішній вигляд, однак в основному зберіг форми XVIII століття. Він розташований напроти головного входу до Софійського собору і вважається одним з видатних зразків української цивільної архітектури XVIII сторіччя. 
        До першої половини XVIII століття належить будівництво хлібні в південно-західному кутку території. У XIX сторіччі будинок цей було реконструйовано і в ньому містилася консисторія. Науково-дослідні роботи допомогли встановити первісні архітектурні форми пам'ятки і визначити її місце в історії вітчизняної архітектури. Поруч з цим будинком розташовано двох'ярусну Південну в'їзну вежу, створену в середині XVIII століття. Пізніше тут зберігалася частина консисторського архіву. Увінчано вежу напівсферичною банею з високим шпилем. 
        На північ від Софійського собору міститься бурса, збудована у 1763 — 1767 рр. Особливий інтерес викликає обрамлення вікон бурси та ліпний декор у верхній частині пілястр. Тут відчувається вплив російської архітектурної школи XVIII століття. Будинок являє собою цінність як зразок цивільної архітектури. 
        У 50-х роках XVIII сторіччя на північний захід від Софійського собору було зведено Братський корпус (колишні монастирські келії). З часом будівля змінила свій вигляд. 
        У 1970 році її було реставровано: відремонтовано фасади, відновлено дерев'яну галерею, внутрішнім приміщенням першого поверху повернено архітектурні форми XVIII століття. Стримані форми і дерев'яна галерея, що нагадує твори народного зодчества, надають своєрідності загальному виглядові цієї пам'ятки. 
        З боку Стрілецького провулка зберігся монастирський мур, збудований у 1745— 1746 рр. Такий мур оточував весь монастир у XVIII столітті. У західній частині монастирської огорожі знаходиться Брама Заборовського — одна з найчудовіших пам'яток українського барочного мистецтва. Створив її архітектор Й.Г. Шедель 1746 року. Брама слугувала західним парадним в'їздом на територію митрополичого подвір'я. Соковите ліплення, що вкриває площину фронтона й арки, свідчить про участь в роботах народних майстрів.
        Софійський собор та його пам'ятки архітектури XVIII століття викликають постійний інтерес у туристів і гостей Києва.