La sua cripta rivela la fondazione arcaica della chiesa di Santa Sofia: al ritrovamento di resti di romani si unisce una pietra sacrificale di un tempio pagano probabilmente dedicato a Mitra, divinità di origine persiana le cui prime tracce risalgono al 1300 a.C.
Il primo grande rifacimento della chiesa risale al IX secolo, in epoca carolingia; l'attuale edificio fu eretto tra il 1106 e il 1127 a partire dalla zona absidale.
La superficie muraria esterna esalta il laterizio e le sue sfumature cromatiche mostrando la straordinaria abilità delle maestranze che hanno realizzato il mattone.
Le tre navate interne sono separate da pilastri e colonne bizantine diverse l'una dall'altra. I resti della decorazione muraria più antica, risalente al XIII secolo, sono oggi deteriorati: nella lunetta dell'abside è visibile un lacerto di affresco raffigurante la Madonna col bambino e due sante di scuola giottesca.
Grazie alle accurate note dei cronachisti dei secoli passati, sappiamo che nel 1448 il diciassettenne Andrea Mantegna firmava la sua prima pala d'altare e che a quell'età precocissima era già definito "magister" e "pictor". Di quest'opera perduta, che ornava l'altare maggiore della chiesa di Santa Sofia, resta la trascrizione dell'epigrafe di cui era fregiata e grazie alla quale sappiamo che Mantegna era nato nel 1431 a Isola di Carturo, sul confine tra Vicenza e Padova.
