Mianowany 7 lutego 1882 profesorem nadzwyczajnym historii sztuki, wypełniał Sokołowski obowiązki uniwersyteckie praktycznie aż do śmierci. 23 maja 1888 mianowany został profesorem zwyczajnym, w 1910 zaś – profesorem honorowym Uniwersytetu Jagiellońskiego. Poza zajęciami ze sztuki starożytnej, średniowiecznej i nowożytnej po wiek XIX, miał też Sokołowski monograficzne wykłady o Leonardzie da Vinci, Rafaelu i Michale Aniele, Dürerze i Holbeinie, Giotto, Tycjanie, historii sztuki baroku włoskiego, źródłach ikonografii średniowiecznej itd. Łączył przy tym wykłady z ćwiczeniami przy oryginalnych dziełach sztuki, co w czasach jego było nie tylko atrakcją dla słuchaczy, ale też stanowiło miarę metodologicznej nowoczesności wykładowcy. Z osobą Sokołowskiego ściśle łączy się organizacja pierwszej na ziemiach polskich katedry historii sztuki w 1882 (obecnego Instytutu Historii Sztuki Uniwersytetu Jagiellońskiego), w której pod opieką profesora wychowała się pierwsza generacja polskich historyków sztuki (Emmanuel Świeykowski, Feliks Kopera, Tadeusz Szydłowski, Julian Pagaczewski, Franciszek Klein, Jerzy Mycielski, Adolf Szyszko-Bohusz, Nikodem Pajzderski oraz inni).