Своё название набережная получила в честь одного из старейших в столице храмов — Софии Премудрости Божией в Средних Садовниках, построенном в камне ещё в конце XVII века. Правда, на саму набережную выходит только колокольня этого храма, возведённая уже во второй половине XIX века.

Среди домов, личных и доходных, каждый из которых интересен своей историей и архитектурой, располагались и фабричные здания: знаменитая кондитерская фабрика «Эйнем» (сейчас от неё остался полуразрушенный двухэтажный особняк), Суконный двор, построенный Петром I для изготовления ткани для армейских мундиров (снесён при постройке Большого моста), механический завод Листа.

Большой комплекс зданий, занимаемых теперь Роснефтью, назывался раньше «Дом бесплатных квартир имени братьев А. А. и В. А. Бахрушиных». В нём располагались женское и мужское ремесленные училища, столовая, дом для бедных вдов и курсисток — всё на пожертвования щедрых купцов. При доме был выстроен и домовой храм. Ещё одним известным на всю страну учебным заведением славилась Софийская набережная — в 1851 году императрица Мария Фёдоровна основала здесь Мариинское женское училище «не только для образования ума, но и для образования сердца и характера» воспитанниц.

В 90-x годах прошлого века был разработан план реконструкции набережной, по которому часть исторических зданий должна была быть снесена. Но после сноса палат XVII века под давлением общественности реконструкция была приостановлена. В 2018 году проводились противоаварийные работы на нескольких исторических объектах. Планируется, что в обозримом будущем после реконструкции набережной вернут исторический облик.