Софийский собор, как и многие другие церкви в Новгороде и во всей стране, был закрыт в конце 1920-х годов. В январе 1930 года его снова открыли, но уже в качестве антирелигиозного музея — одного из первых на территории СССР. Здесь экспонировались сокровища, хранившиеся в ризнице собора— они давали ясное представление о баснословных богатствах, которыми владела русская церковь.
До начала Великой Отечественной войны в соборе сохранялось его пышное убранство, копившееся в течение многих столетий; специалисты-архитекторы исследовали инженерно-строительную структуру примечательного сооружения древних новгородских зодчих; видные искусствоведы совместно с реставраторами расчищали и изучали иконы XI — XVII веков.
В дальнейшем собор был открыт как один из отделов Новгородского музея-заповедника. Огромную художественную и историческую ценность представляют крупные фрагменты фресковых росписей в главном куполе (XI — XII вв.), в Мартирьевской паперти — «Константин и Елена» (XI в.), «Деисус» (XII в.), а также мозаичные плиты, украшающие алтарную часть храма. Возрождены центральный иконостас (XII — XVIII вв.), реставрированы царское и архиерейское моленные места — великолепные образцы резьбы по дереву (XVI в.), восстановлено и подвешено большое бронзовое паникадило — дар Бориса Годунова.
Собор имеет хоры (полати), опоясывающие его внутреннее пространство с трех сторон. На них можно подняться по лестнице, которая находится в башне, примыкающей к юго-западному углу собора. В древности сюда допускались лишь избранные — князь, члены его семьи, знатнейшие бояре. На хорах и в башне располагались тайники, в которых хранили новгородскую казну.
Документы и вещественные экспонаты раскрывают социальную сущность новгородских владык, которые были ставленниками бояр-землевладельцев и защищали их интересы. Позднее они с таким же усердием служили царскому самодержавию, помещикам и капиталистам. На миниатюрах «Лицевого летописного свода» (XVI в.) изображены казни новгородских еретиков, выступавших в XIV — XV столетиях против мздоимства «князей церкви» — священнослужителей и осуждавших церковь за ее стремление к обогащению.
Солидный рукописный том с перечнем вотчинных земель, принадлежавших собору в XVII веке, ведомость о доходах храма, помещенных в банк в 1858 году, и другие документы свидетельствуют о том, что Софийский собор был крупнейшим землевладельцем.
Библиотека Софийского собора является древнейшим из сохранившихся русских книжных собраний. В прошлом столетии значительная ее часть была вывезена в Петербург (теперь она хранится в Государственной публичной библиотеке имени М. Е. Салтыкова-Щедрина). Но в Новгородском музее и сейчас имеется около тысячи рукописных книг, а также много интересных старинных документов.
В тех помещениях, где когда-то хранилась Софийская библиотека,— на хорах собора — была открыта постоянная выставка «Рукописная и старопечатная книга». Посетители подолгу простаивают здесь перед витринами, разбирая столь непривычную для современного читателя замысловатую скоропись XVII века, узорчатую вязь заголовков на книгах XV — XVII столетий, торжественный, размеренный, «уставной» почерк, характерный для древнейших книг и документов. Интересно заглянуть в XIV или XV век и пережить вместе с писцом чувство ответственности, волновавшее его, когда он приступал к работе над новой книгой. Тревога и опасение за исход большого дела продиктовали некогда новгородскому писцу такие строчки: «Господи, помози рабу твоему грешному Потапишьку писати гораздо без описи, свершити книгу сию...»
Не так уж много имен донесли до нас новгородские рукописи. Потапишька и Офоня, Упырь Лихой, поп Дымка, паробки Микула и Симеон, Матфей дьяк... А были они искусными умельцами, хорошо знавшими свое дело.
Украшенная яркими заставками, красочными буквицами и миниатюрами, книга стоила дорого. Часто ее оковывали серебром, снабжали застежками и грозно предостерегали: «А которой дьяк чтет и не застегает застежек, буди проклят!» Сбережению книги служили и охранительные записи на ее страницах: «Аще кто покусится сию книгу продати или похитити, сильный человек или власть того святого места, тогда судиться будет со мною в будущий век». Видно, нередки были случаи кражи книг, считавшихся священными.
Представлены также редкие старопечатные книги: так называемое Анонимное Евангелие, изготовленное в типографии, работавшей еще до Ивана Федорова, книги Никоновской печати, Библия 1673 года, на титульном листе которой помещен первый топографический план Москвы, и т. п.
Из книг петровского времени привлекают внимание хорошо известные книголюбам, но относящиеся к числу очень редких, первый гражданский календарь, выпущенный в России в 1709 году (его обычно называют «Брюсовым календарем» — по имени сподвижника Петра, надзиравшего за работой типографии, в которой печаталась книга), «Арифметика Магницкого» (1703 г.), «Грамматика славенская», напечатанная в 1723 году в Петербурге,— ее автором был преподаватель новгородской славяно-греческой школы Федор Максимов.
В настоящее время Софийский собор-действующий.