Расположение внутренних помещений Софийского собора отвечало его прямому назначению.
В среднем подкупольном пространстве и в отделенном от него низкой преградой алтаре происходило богослужение. Главный купол находился над средним пронизанным светом пространством храма. Здесь киевляне слышали речь проповедников, здесь возводили на престол князей. В самом алтаре на полукруглой скамье восседало духовенство. На хорах пребывали князь и его приближенные. Они фактически находились над тем пространством внизу, которое было предоставлено подданным князя; этим наглядно подчеркивалось превосходство первых над вторыми.
Таким образом, самое расположение отдельных помещений Софии отражало общественный строй древнерусского государства, как и расположение всего города Киева с его «горой» и «подолом».
Вместе с тем архитектура призвана была сделать наглядным и выразительным то новое представление о мироздании, об обществе, о человеке, которое возобладало в Киеве в XI веке.
Если во Владимировом Киеве действительно существовал языческий храм, вроде храма в Арконе, то и тогда внутренний вид Софийского собора должен был производить на киевлян впечатление большой новизны. Это основное впечатление определялось последовательностью перехода от небольших по размеру столбов и колонн к полуциркульным аркам над ними, от них к огромным крещатым столбам, от столбов к парусам, от парусов к залитому светом куполу. Но внутри здания купол воспринимался не как наибольший объем, а как наивысшее пространство, как главный источник света. Вокруг подкупольного пространства располагались рукава креста, с их погруженными в полумрак сводами, за ними — еще менее освещенные хоры.
Архитектура киевской Софии поглощала вступившего под ее своды человека; она окружала его со всех сторон, заставляла чувствовать себя находящимся в пространственной среде, в которой все мелкие членения подчиняются более крупным, над крупными высится нечто огромное, мрак постепенно переходит в полутень, полутень — в свет. И снова, как и снаружи, над небольшой круглящейся аркой поднималась более высокая, и снова все подчинялось торжественной стройной иерархии.
Пространство Софии распадается на самостоятельные ячейки разного размера, четко отграниченные одна от другой (стр. 44). В отдельных случаях эти ячейки составляют группы, и группы эти образуют в пределах целого некоторое единство. Так, например, на хорах четыре небольших купола располагаются вокруг столба, эта часть хор выглядит как независимый от собора дворцовый зал квадратной формы; возможно, что здесь «на полатях» происходили княжеские приемы. Однако стоит подойти к краю этого зала, чтобы убедиться в том, что его четыре низких купола примыкают к главному подкупольному пространству и подчиняются ему.
В этом, осененном высоким куполом пространстве Софии есть величавая торжественность. Но человек не чувствует себя подавленным огромностью здания, так как взор его повсюду находит возможность перейти от подкупольного пространства к перекрестью, каждый из рукавов которого делится на два яруса; на каждом ярусе хор имеются столбы, некоторые столбы обработаны пучками полуколонн (67).
Трудно передать в нескольких словах богатство впечатлений, которые открываются зрителю в Софийском соборе. Его столбы, полуколонны, подпружные арки, галереи, купола — все это с разных точек зрения образует различные сочетания. Взгляд может пересекать пространство в различных направлениях, перед ним открывается чередование нескольких планов, множество подобных друг другу арок, с различных точек зрения образующих как бы различные аккорды. Поскольку собор в настоящее время обстроен со всех сторон, световой контраст между главным куполом и обходами усилился. Первоначально это соотношение светлого и темного было менее резким.
Обилие пролетов и арок различного характера составляет существенную особенность этого здания (67). Пролеты и арки как бы «рифмуют» друг с другом, растут, ширятся и завершаются в обширном подкупольном пространстве огромной, обрамляющей алтарь триумфальной аркой. В стройной соподчиненности частей сказывается последовательность и логика архитектурного мышления создателей Софии. И все же путешествовавший по России в XVII веке Павел Алеппский после посещения Софии не без оснований признавался: «Ум человеческий не в силах ее обнять».