Parmi les basiliques les plus importantes de l’île se trouve l’église d’Agia Sophia à Panormos. Bien que la dédicace du temple ne soit pas connue, la tradition a conservé le nom « Agia Sophia » à la fois pour le temple et pour l’endroit où il se trouve. La basilique a été fouillée par K. Kalokiri et N. Platon entre 1947 et 1955. Selon les fouilleurs, c’était le siège du diocèse d’Eleftherni, qui a été déplacé après la destruction de la ville antique à Panormos. Le temple d’origine a été construit à la fin du Ve siècle, tandis que les interventions de construction ont été réalisées en deux phases au cours du VIe siècle.
Le temple possède une décoration sculpturale riche et importante, des colonnes, des chapiteaux et des frontons. Elle a été construite sous la forme d’une basilique à trois nefs avec un toit en bois et une nef transversale proéminente en forme de T. Les trois nefs du temple étaient séparées les unes des autres par de hauts pilastres portant des colonnes aux chapiteaux de style corinthien des Ve-VIe siècles. Sur eux reposaient les colonnes de l’arc de style ionique.
Le nef central était plus large et se terminait par un grand arc en plein cintre, où se révélaient les traces d’une symphonie. Dans la zone située au sud de la Marche Sainte (pastoforio), se trouve une structure en brique plus récente, considérée comme une piscine.
Les sols des allées étaient pavés dans les allées nord et centrale et en terre compactée au sud. À l’ouest, il présente un narthex et un atrium, au centre desquels se trouve un grand réservoir. Au nord et à l’ouest se trouvent plusieurs vestiges dont l’usage n’est pas bien clair. Malgré les destructions subies par le temple lors des invasions arabes au VIIe siècle, la découverte de monnaies de Léon VI (886 – 912) et les inscriptions microscript sur les pessos et les boucliers indiquent l’utilisation de l’espace jusqu’au IXe siècle.
