Первое летописное упоминание о Софийском иконостасе относится к XIV веку - оно связано с пожаром в Софии. К XVI веку главный иконостас Софии насчитывал уже около семидесяти икон. Он имел 10 метров в высоту и около 17 метров в ширину. Среди икон софийского иконостаса есть шедевры древнерусской живописи.
Не все иконы Софийского собора анонимны. Так, при реставрации иконостаса на нижней кайме иконы «Архангел Гавриил» была прочтена надпись, гласящая, что в 1439 году по повелению архиепископа Евфимия «сии иконы написаны иноком Аароном, Феофановым сыном».
Большинство икон Софии было украшено серебряными окладами филигранной работы. На всемирно известной иконе XI века «Петр и Павел» сохранился оклад замечательной чеканной работы новгородских мастеров XII века.
На некоторых новгородских иконах предметом изображения был сам Софийский собор. И они обретают для нас особую историческую ценность. София изображена на иконе XV века «Битва новгородцев с суздельцами».
На известной иконе XVI века «Видение пономаря Тарасия», где показан Новгород со сценами его повседневной жизни, изображен и Софийский собор.
Пышность и величие собору придавали и дорогие светильники - паникадила, лампады, подсвечники. Замечательно по величине, древности и художественной отделке большое бронзовое паникадило, помещавшееся против царских врат главного алтаря. Оно состояло из четырех сужающихся кверху ярусов и было украшено наверху двуглавым медным орлом. Это паникадило подарил собору в 1600 году Борис Годунов. Оно весило около четырех тонн.
В Софийском соборе находились святительское и царское моленные места. Святительское место было изготовлено для собора в 1560 году. А царское моленное место Иван Грозный приказал сделать во время похода в Новгород в 1572 году. Московский государь пожелал иметь свое тронное моленное место в Новгородской Софии, как и в Москве.
Моленные места представляют собой великолепные по работе декоративные сооружения, сплошь покрытые резьбой. Резьба в виде вьющихся стеблей, переходящих в удлиненные листья, цветы, плоды, покрыта позолотой. Фон раскрашен в синие, зеленые, красные тона. Места имеют шатровые навесы. Царское место увенчивалось крестом и голубем, святительское - крестом.
Службы в Софийском соборе отличались пышностью, богатством. Для утверждения христианства священники пользовались всеми средствами. В христианских службах были и Элементы лицедейства, которые дают возможность говорить о русском «церковном театре».
«Наиболее характерной рождественской инсценировкой, - пишет исследователь русского театра С. С. Данилов, - было так называемое «Пещное действо», совершавшееся в Москве, Новгороде и, по-видимому, в других городах… Своим сюжетом «Пещное действо» имело рассказ о трех отроках… отказавшихся поклоняться идолам ассирийского царя Навуходоносора и за это ввергнутых в горячую печь, откуда их спас ангел, посланный богом».
Такая «халдейская вещь» хранилась в Софийском соборе. Она состояла из двенадцати столбов на круглом деревянном основании. Между столбами помещались резные человеческие фигуры с поднятыми кверху руками. Они как бы поддерживали верхний круг «пещи».
Во время утренней церковной службы разыгрывалось у этой «пещи» действо. И пергаментное изображение «ангела господня», подвешенное на шнуре над «пещью», спасало трех связанных «отроков».
Уже с XI века Софийский собор использовался как место захоронений. За восемь столетий существования Софии здесь было погребено около пятидесяти человек. В соборе похоронены князья Владимир Ярославич и Мстислав Храбрый, новгородские «владыки» - епископы, архиепископы, митрополиты. В их числе первый епископ Новгорода Иоаким Корсунянин, второй епископ - Лука (он освящал Софию в 1052 году), архиепископ Мартирий. Здесь же - могила Феофана Прокоповича, известного русского церковного деятеля и писателя. С 1724 по 1736 год (год смерти) он был архиепископом Новгородским. Прокопович помогал Петру I бороться с реакционным боярством и духовенством, писал патриотические стихи, участвовал в организации Академии наук, объединял прогрессивных писателей своего времени.
Представляет интерес гробница ладьевидной формы, высеченная из целого куска белого камня. В гробнице оказался скелет мужчины. Это погребение сохранило останки архиепископа Василия, «в миру» звавшегося Григорием Каликой. Василий не только слыл большим любителем и ценителем искусства, но и сам писал иконы. По его приказу для Софии были изготовлены золоченые врата. В музее хранится скульптурный портрет Василия, выполненный по черепу известным советским антропологом Герасимовым в гипсе.