Преставился к Богу 30 марта 1771 года, на второй день Святой Пасхи.Пока ожидали решения Святейшего Синода о погребении, шесть месяцев его тело оставалось не преданным земле и за это время не подверглось тлению.
Уже тогда, ввиду этого обстоятельства, а также зная строгую подвижническую жизнь святителя Софрония, паства стала почитать его как угодника Божия. Многократно (в 1833, 1854, 1870, 1909 гг.) его мощи свидетельствовались как нетленные и источающие благодатные чудотворения. Случившийся 18 апреля 1917 года пожар в Богоявленском соборе Иркутска оставил только кости святителя, но не умалил, а, наоборот, увеличил благоговейное почитание святителя верующим народом.
Поместный Собор Русской Православной Церкви в определении от 10/23 апреля 1918 года постановил совершить прославление святителя Софрония, причислив его к лику святых угодников Божиих. Само торжество причисления святителя Софрония к лику святых было совершено 30 июня. На второй сессии этого же Собора под председательством Святейшего Патриарха Тихона была утверждена Служба святителю Софронию с тропарем, составленным управлявшим в то время Иркутской епархией архиепископом Иоанном, чтобы все верующие имели возможность присоединить молитву святому угоднику к голосу церквей сибирских, высоко чтущих память своего светильника и молитвенника.