С момента прибытия Зои в Москву 12 ноября 1472 г. русские источники начинают именовать ее Софьей. Это дало основание некоторым историкам утверждать, что московский митрополит Филипп еще раз перекрестил ее в православную веру, чтобы удостовериться, что будущая супруга доподлинно православная.
Иван III, видимо, с нетерпением ожидал Софью, поэтому ряд обычаев не был соблюден, практически в день ее приезда их обвенчали в Успенском соборе. Повествуя об этом событии, официальный летописец с удовольствием заметил, что невеста была внучкой византийского императора Мануила и родственницей двух других правителей великой империи. В честь свадьбы Софья заказала у итальянских мастеров наперсный крест-мощевик, на одном из его лепестков был изображен Иоанн Милостивый, в день памяти которого и состоялась свадьба.
Вскоре после приезда Софьи в Москву случился скандал, в котором проявился крутой нрав Ивана III. Прибывшие с невестой итальянцы с удивлением сообщили великому князю, что живущий в Москве венецианский посол Тревизан был направлен с дипломатической миссией в Орду. Расследование показало, что Иван Фрязин подговорил Тревизана не передавать подарки, предназначавшиеся для Ивана III, а назваться своим родичем и представить дело так, что Тревизан прибыл в Москву по своим личным интересам.
После свадьбы Софья постепенно устраивала свою жизнь в Москве. Известно, что большинство лиц, входивших в ее кортеж, в дальнейшем же вошли в ее двор. С другой стороны, по сообщениям Контарини, Иван Молодой, сын Ивана III от первого брака, сразу же невзлюбил свою мачеху, вероятно, опасаясь, что ее потомство оспорит его права на престол. Венецианский посол также сообщал, что он рассердил отца своим непочтительным отношением к Софье.
25 марта 1479 г. Софья родила мальчика, а до этого она уже дала жизнь нескольким девочкам. Младенца окрестили в честь Василия Парийского. Пройдет 26 лет, и он взойдет на московский престол и останется в истории под именем Василия III. Через год 23 марта 1480 г. появился на свет и второй их сын – Юрий. Всего родила она Ивану III девятерых детей – пятерых сыновей и четырех дочерей.
В 1483 г. Софья, сама того не желая, спровоцировала скандал при дворе. Великой княгине удалось сосватать свою племянницу за Василия Михайловича, сына Верейского удельного князя. Невеста Мария, как и Софья прежде, не имела никакого приданого, кроме славного происхождения. Вероятно, проникшись сочувствием к бедной родственнице, она подарила ей украшения первой супруги Ивана III Марии Борисовны Тверской.
