Тоді ж було перебудовано бароковий фронтон над західним фасадом, якому надали модної псевдовізантійської форми. Після створення, у 1919 році, Української Автокефальної Православної Церкви (УАПЦ), Софія Київська стала її катедральним собором. Одночасно тут діяла Софійська комісія Всеукраїнського Археологічного Комітету Всеукраїнської Академії наук, велися реставраційні й дослідницькі роботи. Разом з тим у 1920-30-ті рр., як і в інших церквах Києва, відбувалась конфіскація найкоштовніших речей Софійського собору.