Η Παλαιοχριστιανική Βασιλική της Αγίας Σοφίας βρίσκεται νότια του Πανόρμου και αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες παλαιοχριστιανικές βασιλικές της Κρήτης με μήκος 54μ και πλάτος 23μ.. Η Βασιλική ανασκάφηκε το 1948 από τους Κ. Καλοκύρη και Ν. Πλάτωνα και κτίστηκε τον 5-6ο αιώνα, όπως άλλωστε οι περισσότερες παραθαλάσσιες βασιλικές της εποχής. Καταστράφηκε βίαια από Αραβική επιδρομή τον 7ο αιώνα, αλλά συνεχίστηκε να χρησιμοποιείται ως τον 9ο αιώνα.
Ανήκει στον τύπο της τρίκλιτης βασιλικής, με εγκάρσιο κλίτος σε σχήμα (†) αρχαϊκού σταυρού. Oι μεγάλες διαστάσεις του ναού, μαρτυρούν ότι η αρχαία Πάνορμος ήταν μια πολύ ισχυρή πόλη. Ίσως ήταν έδρα της Επισκοπής Αυλοποτάμου, αν και πιθανότερο είναι να ήταν η Επισκοπή της Ελεύθερνας, που μεταφέρθηκε εδώ μετά την καταστροφή της αρχαίας πόλης της Ελεύθερνας.
Σε μικρή απόσταση νότια από το Πάνορμο έχει εντοπιστεί και δεύτερη παλαιοχριστιανική τρίκλιτη βασιλική μικρότερου μεγέθους. Η βασιλική αυτή διασώζει σύνθρονο και τους κίονες του κιβωρίου της Αγίας Τράπεζας με κορινθιακά κιονόκρανα του 6ου αιώνα.