Das heutige Gebäude mit seiner großen Zentralkuppel und den abgerundeten Seitenapsiden wurde zwischen 1927 und 1933 neu aufgebaut. Der Wiederaufbau folgte auf das Bombenattentat von 1925 auf die Kirche, verübt während eines Staatsbegräbnisses, bei dem weit über hundert Menschen ums Leben kamen; eine Gedenktafel am Eingang erinnert an das Ereignis.
Das Innere ist reich mit Wandmalereien und einer vergoldeten Ikonostase geschmückt. Die Kirche bewahrt zudem die Reliquien des mittelalterlichen serbischen Königs Stefan Milutin, der als Heiliger verehrt wird, weshalb sie manchmal auch Kirche des Heiligen Königs genannt wird.
Der Sveta-Nedelya-Platz liegt auf der zentralen Nord-Süd-Achse Sofias, wenige Schritte von der Statue der Sveta Sofia, der U-Bahn-Station Serdika und dem Beginn des Vitoscha-Boulevards entfernt.
