Построен на фундаменте Софийского собора XI века (заложен между 1044 и 1066 гг.), камни фундамента доступны к осмотру в нижней (подвальной) части собора. От собора XI века сохранилась состоящая из трех частей апсида высотой около 9 м (с правой стороны собора, если стоять лицом ко входу в храм), остатки стен, склеп.
Эта апсида (см. второе фото справа) самое старое каменное сооружение на территории Республики Беларусь.
***
Первым из числа выдающихся культовых сооружений западных областей Руси можно считать Софийский собор в Полоцке, заложенный между 1044 и 1066 гг. О первоначальном виде собора сведения имеются самые противоречивые. В одних источниках он указан как семиглавый, в других пятиглавый. В середине XVIII в. памятник был полностью видоизменен: верх его надстроен, главы исчезли; появились две башни на новом главном фасаде; храм был превращен в униатскую базилику с барочной обработкой (архитектор И. Глаубиц). От собора остались только отдельные части фундаментов, три апсиды, склеп и фрагменты внутренних столбов.
Сохранившиеся фрагменты позволяют полагать, что в прошлом памятник представлял собой такое же центрическое сооружение, как Киевская София, но с некоторыми изменениями и упрощениями по сравнению с последней. Его план в форме квадрата был разделен на пять нефов, перекрытых развитой системой сводов. Выделение трех средних нефов создавало иллюзию вытянутости внутренней части собора и приближало его к базиликальным постройкам. Нарядность интерьера усиливалась многокрасочными фресками.
Одна из особенностей полоцкого Софийского собора граненые апсиды, характерные для деревянных храмов. Ни в Киеве, ни в Новгороде такие апсиды не встречаются. Отличительной чертой собора является также отсутствие внешних обходных галерей и башен. Благодаря этому наружный объем храма был компактным и динамичным.
Софийский собор первый и еще робкий пример памятника, в котором проявлялись черты, свойственные искусству Полоцкой земли. После "Софии", преимущественно в XII в., в Полоцке появляются многочисленные памятники с оригинальной интерпретацией крестовокупольной системы.
Ныне закончена реставрация полоцкого памятника XIXVIII вв., в нем открыт концертный зал с органом.