L’interno della chiesa era originariamente interamente affrescato, come dimostrano i frammenti superstiti nelle absidi, su un pilastro, ai piedi del tiburio e negli spigoli delle pareti a stella. Il ciclo pittorico si concentrava su episodi della vita di Cristo, con particolare attenzione all’Incarnazione e all’Infanzia, secondo un programma iconografico che probabilmente mirava a esaltare il legame tra la spiritualità longobarda e la tradizione cristiana orientale.

Le scene più emblematiche si trovano nelle absidiole laterali:
Nell’absidiola nord, è raffigurato l’Annuncio a Zaccaria, diviso in due momenti: l’arcangelo Gabriele che annuncia la nascita di Giovanni Battista e Zaccaria che, reso muto per la sua incredulità, comunica la sua condizione ai fedeli.
Nell’absidiola sud, si trovano l’Annunciazione e la Visitazione, seguendo l’ordine del Vangelo di Luca. La Visitazione è una delle scene più affascinanti: Elisabetta, in ginocchio, accarezza con tenerezza il ventre di Maria, mentre quest’ultima la sorregge in un gesto di affetto e protezione. Questo episodio, reso con un’interpretazione realistica e profondamente umana, è tra i più originali dell’iconografia medievale.

La critica è oggi concorde nel datare gli affreschi all’VIII secolo, in concomitanza con la costruzione della chiesa sotto il duca Arechi II. La loro importanza non si limita all’ambito artistico, ma si estende alla storia culturale del Ducato di Benevento. Infatti, questi affreschi segnano l’inizio di quella che gli studiosi definiscono “pittura beneventana”, un movimento artistico di grande rilievo che coinvolse anche i centri monastici di Montecassino e San Vincenzo al Volturno.
L’influenza principale sembra derivare dalla pittura siro-palestinese, un’arte che recuperava la tradizione tardoantica reinterpretandola in chiave più espressiva e realistica. Questa connessione culturale è probabilmente il risultato dei contatti tra il Ducato di Benevento e il Vicino Oriente, resi possibili anche dalla presenza di monaci orientali esiliati a causa delle persecuzioni iconoclaste.

Si ritiene che sia stato lo stesso Arechi II a commissionare gli affreschi di Santa Sofia, all’interno di un progetto più ampio che vedeva il suo Sacrum Palatium come centro culturale di riferimento nell’Europa dell’epoca. La sua corte, insieme a quella della moglie Adelperga, era un luogo di elaborazione artistica e intellettuale, dove si intrecciavano influenze occidentali e orientali.

Gli affreschi di Santa Sofia vengono spesso confrontati con quelli della cripta dell’abate Epifanio a San Vincenzo al Volturno. Tuttavia, la cronologia relativa tra i due cicli rimane dibattuta.
Ciò che è certo è che il ciclo pittorico di Santa Sofia rappresenta un’opera di transizione, in cui si mescolano elementi della tradizione ellenistica, bizantina e altomedievale occidentale. L’abilità delle maestranze si esprime in una pittura che, pur mantenendo una solida impostazione iconografica, introduce elementi di profonda intensità narrativa, trasformando l’arte longobarda in un linguaggio visivo nuovo e coinvolgente.
Oggi, nonostante il tempo e le trasformazioni subite dalla chiesa, gli affreschi di Santa Sofia rimangono una testimonianza insostituibile della spiritualità e della raffinatezza artistica del Ducato di Benevento, un ponte tra l’Antichità e il Medioevo, tra l’Occidente e l’Oriente cristiano.