La prima fondazione della chiesa di Santa Sofia, a cui si lega il nome del borgo circostante, risalirebbe secondo la tradizione ad epoca longobardo-carolingia, quando sarebbe stata costruita sul luogo di un preesistente tempio pagano.
Tra il 1106 e il 1127 fu eretta la chiesa attuale, grazie alla concessione di una parte delle decime del sobborgo di Santa Sofia da parte del vescovo Sinibaldo. La copertura con volte a crociera e il campanile -la cui struttura ispirata alle forme romaniche è alleggerita dalle bifore gotiche dell'ultimo livello - risalgono al secolo XIV. La chiesa, che non presenta un apparato decorativo unitario, conserva brani isolati di affreschi, la cui realizzazione è ascrivibile a varie fasi intercorse tra i secoli XIII e XIV. L'affresco raffigurante la Vergine Eleousa, ossia la Madonna con il Bambino del tipo "affettuoso", è riferibile ad un pittore vicino ai modi dell'artista anonimo che nel 1259 miniò l'epistolario di Giovanni da Gaibana.
Nello spazio dell'arco absidale, chiuso nel primo Trecento, fu inserita una lunetta ornata dall'affresco raffigurante una Madonna con il Bambino, due sante e i donatori, opera di un artista padovano attivo tra il 1325 e il 1330, formatosi a contatto col cosiddetto "Maestro del coro Scrovegni" e influenzato dal linguaggio di Pietro e Giuliano da Rimini. Sul terzo pilastro a destra si conserva un frammento di una più ampia composizione della Madonna con il Bambino, raffigurati in dolce colloquio tra loro, opera di un maestro aggiornato sugli esiti della pittura veneziana attorno al settimo decennio e sulla fase matura di Guariento. La forma dell'affresco documenta la modifica del pilastro in occasione della costruzione delle volte, avvenuta alla fine del Trecento. E infine databile agli inizi del Quattrocento il Tabernacolo del Santissimo Sacramento con due santi francescani, avvicinabile ai modi della bottega di Jacopo e Pierpaolo delle Masegne e al 1430 la Vergine con il Cristo morto di Egidio da Wiener Neustadt commissionata dal ricco fornaio Bartolomeo di Gregorio che fece anche eseguire da Andrea Mantegna la perduta pala dell'altar maggiore.