W 1382 roku miasto zostało zdobyte przez sułtana osmańskiego Murada I. W 1392 roku stało się stolicą Sandżaku Sofii leżącej na terenie Ejaletu Rumelii. W 1443-1444 polski król Władysław Warneńczyk, podjął nieudaną, fatalną dla siebie, wyprawę przeciwko Turcji i w jej trakcie zajął miasto w dniu 1 grudnia 1443 roku. Po klęsce pod Warną chrześcijańska elita Sofii została unicestwiona, a miasto stało się stolicą osmańskiej prowincji Rumelii. W 1573 roku mieszkało tu 1017 muzułmanów, 257 chrześcijan, 127 żydów i 38 typu romskiego. Sofia pozostawała w rękach Turków osmańskich przez ponad 400 lat, co zachęciło ludność turecką do osiedlania się w Sofii. Miasto zmieniło swój wygląd i przybrało zdecydowany rys orientalny.