Podbita przez Rzymian, nazywana wówczas Serdica (bułg. Сердика). Od 808 – w granicach Bułgarii. Od końca XIV wieku pod władaniem tureckim. W 1879 Sofia zostaje stolicą państwa bułgarskiego.Starożytność

Sofia była tracką osadą o nazwie Serdika, która pochodziła od trackiego plemienia Serdów. Około 500 r. p.n.e. w regionie osiedliło się inne plemię, Odryzów, które miało swojego króla. Przez krótki okres w czasie IV w. p.n.e. miasto było w posiadaniu Filipa Macedońskiego i jego syna, Aleksandra Wielkiego.

Około 29 roku n.e. Sofia została podbita przez Rzymian i jej nazwę zmieniono na Ulpia Serdica, zaś w 46 roku n.e. znalazła się w granicach nowej prowincji rzymskiej Mezja. W I wieku Rzymianie zbudowali przebiegającą przez Serdicę drogę Via Militaris (Via Diagonalis) biegnącą z Konstantynopola przez Edirne, Płowdiw, Niš do Belgradu.

Pierwsza pisana wzmianka o Serdice pojawia się u Ptolemeusza ok. roku 100 n.e.[potrzebny przypis]

W 106 Serdica decyzją cesarza Trajana stała się municipium, czyli centrum administracji lokalnej. Dzięki temu miasto rozrastało się w miarę budowy wież, murów obronnych, łaźni publicznych i innych świeckich i religijnych budowli. Powstał także wielki amfiteatr zwany Buleterionem. Utworzoną w 271 roku przez cesarza Aureliana prowincję Dacia Aureliana ze stolicą w Serdice, cesarz Dioklecjan podzielił na dwie części, Dacia Ripensis (Nadbrzeżna) na północy leżącą wzdłuż brzegu Dunaju i Dacia Mediterranea (Wewnętrzna) nieco bardziej na południu, stolicą tej drugiej stała się Serdica. Miasto rozwijało się przez 150 lat, a cesarz Konstantyn Wielki nazywał ją „swoim Rzymem”.

Miasto zostało zniszczone przez Hunów w roku 447, a potem, odbudowane przez Justyniana, zmieniło nazwę na Triadica.

Średniowiecze

W czasie istnienia Pierwszego państwa bułgarskiego (681-1018) ze stolicą w Plisce i Presławiu miasto początkowo wchodziło w skład Cesarstwa Bizantyjskiego ze stolicą w Konstantynopolu. Dopiero w 809 roku po długim oblężeniu zdobył je bułgarski chan Krum i przyłączył do swojego państwa. Na krótko odbił je bizantyjski cesarz Nicefor I, jednak wkrótce ponownie opanował je Krum. Miasto było wtedy nazywane przez Słowian Sredec (środek) i nazwa ta była używana do 1879 roku, gdy oficjalnie wybrano obecną nazwę. Po zdobyciu północno-wschodniej Bułgarii przez armię cesarza bizantyjskiego Jana I w roku 971, bułgarski patriarcha Damian obrał sobie miasto na swoją siedzibę. W X wieku było przypuszczalnie siedzibą komity Mikołaja i państwa bułgarskiej dynastii Komitopuli. Przed 1018 rokiem miasto zostało zdobyte przez bizantyjskiego cesarza Bazylego II Bułgarobójcy i na prawie 200 lat przyłączone do Cesarstwa Bizantyjskiego. W 1183 roku ziemie Cesarstwa od Belgradu po Sofię spustoszyli Węgrzy i Serbowie.

W 1190 i 1193 toczyły się walki o miasto podczas Powstania Piotra i Asena, po zakończeniu którego zostało ponownie włączone do znajdującego się pod panowaniem cara Asena I tzw. Drugiego państwa bułgarskiego. Pomimo tego, że stolicą było Tyrnowo, to Sredec/Sofia od XII do XIV w. była znaczącym centrum handlu i rzemiosła. W 1376 roku miasto pierwszy raz zostało wzmiankowane jako Sofia, jednak wcześniejszej słowiańskiej nazwy Sredec używano jeszcze oficjalnie do połowy XIX wieku.

Panowanie osmańskie

W 1382 roku miasto zostało zdobyte przez sułtana osmańskiego Murada I. W 1392 roku stało się stolicą Sandżaku Sofii leżącej na terenie Ejaletu Rumelii. W 1443-1444 polski król Władysław Warneńczyk, podjął nieudaną, fatalną dla siebie, wyprawę przeciwko Turcji i w jej trakcie zajął miasto w dniu 1 grudnia 1443 roku. Po klęsce pod Warną chrześcijańska elita Sofii została unicestwiona, a miasto stało się stolicą osmańskiej prowincji Rumelii. W 1573 roku mieszkało tu 1017 muzułmanów, 257 chrześcijan, 127 żydów i 38 typu romskiego. Sofia pozostawała w rękach Turków osmańskich przez ponad 400 lat, co zachęciło ludność turecką do osiedlania się w Sofii. Miasto zmieniło swój wygląd i przybrało zdecydowany rys orientalny.

Wolna Bułgaria

Panowanie Imperium Osmańskiego zakończyło się, gdy wojska rosyjskie wkroczyły do miasta 4 stycznia 1878 roku podczas wojny rosyjsko-tureckiej. W 1878 roku zawarto traktat w San Stefano, a następnie Traktat berliński, po którego ratyfikacji powstało Księstwo Bułgarii. Stosownie do propozycji wysuniętej przez Marina Drinowa, stolicę kraju przeniesiono z Tyrnowa do Sofii. To zależne od Turcji państwo w 1908 roku po ogłoszeniu deklaracji niepodległości stało się Carstwem Bułgarii.

W czasie II wojny światowej Bułgaria była sprzymierzeńcem nazistowskich Niemiec, co doprowadziło do kilkunastu ciężkich bombardowań alianckich w latach 1943–1944, w wyniku których zginęły 1374 osoby i zniszczono całkowicie 2670 budynków. Bułgaria została zdobyta przez armię sowiecką i po II wojnie światowej Sofia stała się stolicą komunistycznej Ludowej Republiki Bułgarii.

Po roku 1989 Bułgaria stała się państwem wolnym od wpływów sowieckich, a w roku 2007 przystąpiła do Unii Europejskiej.