Miasto zmieniło swój wygląd i przybrało zdecydowany rys orientalny.
Wolna Bułgaria Panowanie Imperium Osmańskiego zakończyło się, gdy wojska rosyjskie wkroczyły do miasta 4 stycznia 1878 roku podczas wojny rosyjsko-tureckiej. W 1878 roku zawarto traktat w San Stefano, a następnie Traktat berliński, po którego ratyfikacji powstało Księstwo Bułgarii. Stosownie do propozycji wysuniętej przez Marina Drinowa, stolicę kraju przeniesiono z Tyrnowa do Sofii. To zależne od Turcji państwo w 1908 roku po ogłoszeniu deklaracji niepodległości stało się Carstwem Bułgarii.
W czasie II wojny światowej Bułgaria była sprzymierzeńcem nazistowskich Niemiec, co doprowadziło do kilkunastu ciężkich bombardowań alianckich w latach 1943–1944, w wyniku których zginęły 1374 osoby i zniszczono całkowicie 2670 budynków. Bułgaria została zdobyta przez armię sowiecką i po II wojnie światowej Sofia stała się stolicą komunistycznej Ludowej Republiki Bułgarii.
Po roku 1989 Bułgaria stała się państwem wolnym od wpływów sowieckich, a w roku 2007 przystąpiła do Unii Europejskiej.