Die Sofia-Kathedrale in Harbin, einst eine orthodoxe Kirche, ist heute eines der Symbole des Russischen Harbins. Seit November 1996 steht sie auf der Liste der Kulturdenkmäler Chinas. Derzeit beherbergt die Kathedrale ein Architekturmuseum, in dem Fotos und Modelle von Gebäuden der Stadt ausgestellt sind.

Ursprünglich wurde die hölzerne Kirche der Heiligen Sofia im März 1907 für das 17. Ost-Sibirische Schützenregiment errichtet. Im Jahr 1911 wurde die Kirche umgebaut: Eine Ziegelmauer wurde um sie herum errichtet. 1923 begann der zweite Umbau, der 9 Jahre dauerte, und am 25. November 1932 wurde die erneuerte Kathedrale vollständig geweiht.

Die dreiköpfige Kirche ist im neorussischen Stil gestaltet und erreicht eine Höhe von 48,55 Metern. Sie ist eine der größten christlichen Kirchen im Fernen Osten und bietet Platz für bis zu 2000 Personen. Die Wände aus rotem Ziegel sind nicht verputzt. Die zentrale Kuppel hat eine zwiebelförmige Gestalt und steht auf einer hohen Trommel, die von Fenstern und Kokoschniks umgeben ist. Die beiden kleinen Kuppeln sind im Zeltdachstil gestaltet. Die Fassaden sind mit ornamentalen Mustern und Kacheln sowie Majolika-Einsätzen verziert, und der Eingang ist mit einem bogenförmigen Portal gestaltet. Über dem Eingang erhebt sich ein zweigeschossiger, spitz zulaufender Glockenturm mit Bogenfenstern, gekrönt von einer vergoldeten zwiebelförmigen Kuppel mit Kreuz. Die Innenwände sind von dem russischen Künstler Anastasiev bemalt. In der Kathedrale sind drei Plätze mit religiösen Gegenständen erhalten geblieben: in der Mitte die Skulptur von Jesus Christus, rechts das Bild der Auferstehung Christi sowie die Darstellungen der Heiligen Sofia und des Heiligen Nikolaus von Myra.

Nach dem Abzug der Russen wurde die Kathedrale als Lager für Händler vom nahegelegenen Ersten Harbiner Kaufhaus genutzt. Lange Zeit war das Gebäude verfallen und diente als Wohnheim für Arbeiter. Im Jahr 1997 renovierten die Stadtbehörden die Kathedrale und rissen mehrere Wohnblocks ab, um den Platz wiederherzustellen. Im Jahr 2006 wurde die Kirche und der Platz erneut renoviert, um einen Ausstellungsraum unterzubringen.