圣・索菲亚教堂始建于1907年3月，原为沙俄东西伯利亚第四步兵师的随军教堂。1923年9月现址重建，1932年11月25日落成。建成后的圣・索菲亚教堂深受拜占庭建筑风格影响，是哈尔滨近代欧式建筑的典型代表，具有极高的历史研究价值、建筑艺术价值和科学研究价值。教堂平面布局呈拉丁十字，整体主次分明，形体错落有致。外观由巨大的“洋葱头”式穹顶，统领4个大小不同的帐篷顶，主从有致。教堂通高53.35米，占地面积721平方米，是远东地区规模最大的东正教堂。教堂正门的帐篷顶（主唱诗台）的上方为钟楼，上面有1大6小共7座乐钟，大钟重1.8吨，直径1.425米。过去每逢盛大宗教节日，敲钟人把钟锤的绳子系于身体的不同部位，手足并用，能弹出美丽动听的乐曲。由于自然和历史原因，教堂受到了严重的破坏。教堂上的6处十字架、唱诗台地板严重破坏，壁画、吊灯、乐钟全部丢失，教堂内文物盗损殆尽，面目全非，人去楼空，倍受冷落，后来成为哈尔滨市话剧院的练功房，之后又成为哈尔滨市第一百货商店仓库。1986年，圣・索菲亚教堂被列为哈尔滨市Ⅰ类保护建筑，1996年11月，被列为全国重点文物保护单位。1997年6月，哈尔滨市政府组织实施了圣・索菲亚教堂保护修缮工程，并对教堂周边环境进行了综合整治。修缮后的圣・索菲亚教堂被命名为哈尔滨市建筑艺术馆，于同年9月对社会开放。目前，教堂内基本陈列展有：
《哈尔滨老照片展》：设于圣・索菲亚教堂主厅内，该展主要运用图片文字来展示哈尔滨市的文化历史与城市变迁。
《馆藏艺术品展》：设于圣・索菲亚教堂后回廊，主要展示俄罗斯近现代民间工艺品。