Kafedralin ilk illərinin tarixi az məlumdur. Çox güman ki, ilkin tikili X əsrdə tikilib və daş bünövrəsi və taxta divarları olub. Kilsə 1578-ci ildə Sofiyaya səfər edən alman səyyahı Stefan Gerlaxın səyahət qeydlərində xatırlanır.

Təxminən 1460-cı ildə Serb kralı II Stiven Milutinin qalıqları Bolqarıstana köçürüldü. Onlar müxtəlif kilsə və monastırlarda qorunub saxlanılırdı. Nəhayət, bu kilsə 18-ci əsrdə kilsəyə çevrildikdən sonra onlar Müqəddəs Həftənin Katedralində yerləşdirildi. Bundan sonra kilsə yeni ad aldı - Müqəddəs Kral Kilsəsi (Bolqar Sveti Kral). Beləliklə, XIX əsrin sonu - XX əsrin əvvəllərində adlandırıldı. Bina digər Sofiya kilsələrindən fərqli olaraq 19-cu əsrin ortalarına qədər taxta qalmışdır.

Yanğından sonra, yerində daha möhtəşəm bir kilsə tikmək üçün keçmiş bina 25 aprel 1856-cı ildə söküldü. Uzunluğu 35,5, eni 19 metr olan yeni binanın tikintisinə həmin ilin yayında başlanıldı. Yarımçıq tikili 1858-ci il zəlzələsi nəticəsində zədələnmiş, tikinti işlərinin müddəti uzanmış və nəticədə 1863-cü ildə başa çatmışdır (memar İvan Boyanin). Yeni kafedralın təqdis mərasimi 1867-ci il mayın 11-də 20.000 nəfərin iştirakı ilə baş tutdu. Yeni zəng qülləsi 1879-cu ildə knyaz Dondukov-Korsakov tərəfindən kilsəyə bağışlanan 8 kilsə zəngin yerləşdirilməsi nəzərə alınaraq tikilib.

1898-ci ildə Müqəddəs Nedeli kilsəsi təmir edildi. Təmir zamanı kafedrala yeni günbəzlər əlavə olundu. 1915-ci ildə Bolqarıstan eksarxı I İosif kilsədə dəfn edildi. 1925-ci ildə general Konstantin Georgiyevin dəfn mərasiminə toplaşan hərbi və siyasi liderləri öldürmək məqsədi ilə Bolqarıstan Kommunist Partiyasının Hərbi Təşkilatı tərəfindən həyata keçirilən terror partlayışı zamanı kilsəyə ciddi ziyan dəydi. Terror aktı zamanı təxminən 134 nəfər həlak oldu və 500-dən çox insan yaralandı.

Qanlı hadisədən sonra kilsə bərpa edilərək müasir görkəmini aldı. Kilsənin yenidən təqdisi 1933-cü il aprelin 7-də baş tutdu. Yenilənmiş binanın uzunluğu 30 metr, eni 15,5 metr, əsas günbəzin hündürlüyü 31 metrdir. Partlayış zamanı qorunub saxlanılan Stanislav Dospevskinin zərli ikonostazı kilsəyə qaytarıldı.

Müqəddəs Nedeli kafedralında bədii freskalar 1971-1973-cü illər arasında Nikolay Rostovtsevin rəhbərlik etdiyi bir qrup rəssam tərəfindən hazırlanıb. Binanın döşəməsi yenilənmiş, 1992-1994-cü illərdə şimal sütunu şüşələnmişdir. 2000-ci ildə fasad tam təmizlənərək yeniləndi. 2002-ci ildə on bir kilsə zənginin avtomatik çalmasına imkan verən qurğu quraşdırılıdı. Bu zənglərdən səkkizi knyaz Dondukov-Korsakovun hədiyyəsi, ikisi Serbiyada, biri isə Bolqarıstanda istehsal olunub.

Müqəddəs Nedeli (bolq. Света Неделя) adının mənşəyi olduqca mübahisəlidir. Hansı etimologiyanın əsas götürülməsindən asılı olaraq ya “Müqəddəs bazar günü”, “Müqəddəs Nedelya”, hətta “Müqəddəs bazar günü” kimi tərcümə oluna bilər. Bolqar Pravoslav Kilsəsinin pravoslavieto.com saytında olan məlumata görə, kilsə 1578-ci ildə alman səyyahı Stefan Gerlax tərəfindən edilən qeydlərdə göstərilib ki, bu kilsə bir neçə adla tanınır. Bu adlar içərisində o, cümlədən “Rəbbin Kilsəsi” (bolq. Gospodnya Tsurkva) və “İsa Məsih Kilsəsi” (bolq. Tsurkva Isus Hristos) var. Lakin qəbul edilən əsas variant yunan mənşəli Balkanlarda Müqəddəs Nedeli olaraq tanınan Nikomedialı müqəddəs şəhid Kiriakinin adı ilə başlıdır. Bundan əlavə, Kiriaki həm də bolqar dilində Sveta Nedelya (Nedelya = "Bazar") kimi də səslənir. Beləliklə, bu gün bu məna bazar gününün müqəddəsliyinə aid görünsə də, əvvəlcə gənc şəhid Müqəddəs Kiriakiyə və ya son olaraq İsa Məsihə aid ola bilər.

•  
  Müqəddəs Nedeli kafedralı gecə vaxtı
•  
  Müqəddəs Nedeli kafedralının kənardan görünüşü
•  
  1925-ci il terror aktı qurbanlarının anımına vurulmuş xatirə lövhəsi
•  
  Müqəddəs Nedeli kafedralı 1880-ci ildə.
•  
  1922-ci ildə, terror hücumundan qısa müddət əvvəl təmir edilmiş Müqəddəs Nedeli kafedralının binası.
•  
  1925-ci ildə terror hücumundan sonra Müqəddəs Nedeli kilsəsi.