Храм в честь мученицы Софии и трех ее дочерей Веры, Надежды и Любови является самой ранней из сохранившихся построек Казанско-Богородицкого монастыря. Церковь являлась надвратной, но в 20-е годы ХIХ века была построена новая ограда, и она оказалась в глубине монастыря.
Точная дата постройки Софийской церкви неизвестна. По мнению ученых, она построена в конце XVII — начале XVIII века. На это указывают архитектурные формы и декор, характерные для русского теремного стиля и барокко.
В 1815 году еще недостроенный храм сгорел. Обгоревшее здание достроили на средства казанских дворян Мусиных-Пушкиных и освятили в 1825 году.
Храм первоначально был освящен в честь апостола Иоанна Богослова. Позже церковь освятили в честь Веры, Надежды, Любови и матери их Софии. Вероятно, это дань памяти казанской игумении Софии (в миру — княжна Любовь Борисовна Волховская), руководившей монастырем в период с 1795-го по 1807-й.
В 1798 году монастырь посетили император Павел I и князь Александр Павлович (будущий император Александр I). Они присутствовали на церемонии закладки главного монастырского собора.
В советское время храм использовался в качестве жилого помещения. В 1993 году церковь передали Казанской епархии.
Софийский храм является действующим. В нем совершаются богослужения.
В храме в честь Веры, Надежды, Любови и матери их Софии хранится икона преподобномученицы Елизаветы с частицей ее мощей.