Ворота виконано у формі ажурної наскрізної срібної решітки, яку прикрашено вишуканим рослинним орнаментом та накладними позолоченими фігурами. Ворота увінчуються Святим Духом у вигляді голуба у золотому сяйві. Нижче, обабіч Духа Святого, встановлено фігури архангела Гавриїла та Діви Марії з «Благовіщення». У центрі воріт, на притворній півколонці, розміщено різноманітні накладки: велика митра з хрестом, крилаті голівки херувимів, двоголовий орел зі скіпетром і державою, а також чотири невеликі живописні медальйони в ажурних срібних оправах; на медальйонах намальовані ветхозавітні праведні царі. Планка, яка в джерелах називається «стрілою», йде догори до Духа Святого від найбільшої фігури царя Давида, яку прикріплено до низу воріт. Він сидить на троні, на ньому царське вбрання, у його широко розведених руках – розкрита книга і скіпетр. Обабіч Давида стоять батьки Богородиці Яким та Анна, що походили з роду Давидового. Вище них зображено чотирьох євангелістів з книгами. Посередині між євангелістами, на кожній із стулок, якраз біля планки, стоять Марія і Єлизавета, що вітають одна одну простягнутою рукою. В композицію воріт покладено ідею Древа Єсеєвого – земного родоводу Христа від царя Давида, що звеличує Христа як Царя слави, який входить у вівтар через Царські ворота і виходить через них до вірян під час літургії.


Ворота були зняті з іконостаса в 1934 р. Саме тоді було ухвалено рішення про закриття собору як діючого храму, створення Софійського музею і включення його до складу Всеукраїнського музейного містечка в Києво-Печерській лаврі.


Безпосереднім приводом для закриття храму стало те, що 1 березня 1933 р. його було в черговий раз пограбовано. При цьому загинув постовий міліціонер, який намагався завадити грабіжникам. Злочинці наказали всім присутнім у храмі лягти на підлогу, забрали дарохранительницю, кілька Євангелій, запрестольний хрест і поламали Царські ворота, зокрема пошкодили їхні накладні позолочені фігури.


Після зняття ворота передали до резервного фонду металу при Наркоматі освіти України. Їх розрізали на 7 великих частин і 4 дрібних. Решту фрагментів було вкрадено і переплавлено на метал. Судячи з усього, ворота готувалися на переплавлення. Проте переміг здоровий глузд, і в 1940 р. деталі розчленованих воріт передали до фондів Лаврського музею, де вони й зберігалися. У 1977 р. почорнілі й деформовані шматки воріт виявив у лаврських фондах та ідентифікував відомий київський реставратор по металу А. Марченко. 10 червня того ж року Міністерство культури України видало наказ про передачу фрагментів воріт до Софійського заповідника. Проте заповідник отримав їх лише в 1984 р. і відразу передав для реставрації і консервації в Київські науково-реставраційні майстерні. У 1984 — 1986 рр. А. Марченком було виконано загальну схему реконструкції воріт і виконано першочергові роботи. Проте, через байдужість органів влади, що обмежилася міжвідомчим листуванням, а до того ж — і брак коштів, розпочаті роботи було призупинено і фрагменти воріт знову повернулися до фондів Софійського заповідника.


З приходом у 2000 році нового керівництва заповідника це питання знову було активізовано, і вже у 2002 р. фахівці розробили варіанти реставрації Царських воріт. У 2005 р. завдяки зусиллям генерального директора Н.М. Куковальської було залучено меценатські кошти Українського союзу підприємців і промисловців (100 тис. доларів) і оголошено конкурс, на якому перемогли поляки – реставратори Польських майстерень з реставрації пам’яток старовини (PPKZ). Очільник цього відомого в Європі підприємства — Марек Баранський. За основу реконструкції було взято матеріал досліджень А. Марченка, але саму техніку виконання поляки запропонували іншу: оригінальне карбування по сріблу на основі давніх традицій обробки металу. Реставрували ворота у Краківському відділенні майстерень, яке очолює архітектор Ян Павліцький. Працювали над реставрацією 7 фахівців під керівництвом та за участю реставратора з металу Марека Ганєва – найкращого в Кракові ювеліра та фахівця з обробки металу. Перед реставраторами постала низка проблем, адже збереглося близько 50-60% оригіналу. Були відсутні всі накладні деталі, у тому числі й притворна півколонка з оздобленням. Перед тим, як взялися за цю складну роботу, Марек Ганєв готувався до цього цілий рік, перечитав чимало книжок. На саме ж відтворення воріт пішло півроку. Велику пошукову й організаційну роботу виконали дирекція й науковці заповідника.


Реставраторами було виконано графічні зображення втрачених елементів в натуральну величину згідно фотографій, що збереглися. Втрачені накладні деталі виготовили зі срібла високої проби в техніці „карбування металу” з подальшим гравіруванням; позолоту окремих деталей виконали гальванічним, а не дуже шкідливим через пари ртуті старовинним амальгамним (вогневим) способом. В усьому іншому польські майстри використали технології XVIII ст. і старовинні інструменти – чекани, які з покоління у покоління передавали золотарі. Було виготовлено каркас із заліза, на якому з’єднали і змонтували реставровані деталі. Львівські художники-реставратори виконали живописні роботи: написали 4 медальйони на срібних випуклих заготовках. Поверхню воріт вкрили захисним шаром – восковою мастикою з введенням пігменту.


Уся реставрація обійшлася в 120 тисяч доларів, а самі ворота оцінено в 560 тисяч доларів. Їхня вага – близько 140 кг. Висота воріт – 4 м. Це – справжній шедевр ювелірного мистецтва, який можна порівняти з його найближчим аналогом – знаменитими срібними Царськими воротами початку XVIII ст. з Борисоглібського собору в Чернігові, проте софійська пам’ятка більша і вдвічі важча за вмістом срібла.