Sozomenos er kjent gjennom sitt greskspråklige verk i ni bøker, som fra 324 til 439 fortsetter Eusebios av Caesareas kirkehistorie og fortsatt, skjønt i noe avkortet form, fremdeles finnes i behold. Hans arbeide er hovedsakelig en utvidet utgave av den samtidige forfatteren Sokrates Scholastikos’ kirkehistorie. Ved sin strengt ortodokse oppfatning og sin sterke forkjærlighet til munkevesenet adskiller han seg imidlertid fra sitt forbilde. Den siste delen er utarbeidet dels etter Olympiodoros, dels etter muntlig tradisjon.