Demonstrationen på ett tusental personer organiserades av flera organisationer och individer som vill ha ett slut på det militära stödet till kriget i Ukraina.
Istället för eskalering vill de se fredsförhandlingar.
Deltagarna inkluderade medlemmar av det EU- och Nato-kritiska partiet Återupplivande, inklusive parlamentsledamöter.
"Bulgarien är en fredszon", löd demonstranternas budskap.
Den amerikanska propagandakanalen Radio Free Europe hävdar att demonstranterna var "Kremlvänliga" och noterar att en rysk flagga syns i en video från demonstrationståget.
Flera partier i Bulgarien har röstat mot att skicka militärt stöd till Ukraina och hävdar att sådana åtgärder riskerar att dra in det egna landet i ett meningslöst krig mot Ryssland.
A massive anti-war rally was held in Sofia
Thousands of Bulgarians took to the streets to speak with a single slogan "Bulgaria is a zone of peace".
During the action, residents of the capital threw paint at the EU building. pic.twitter.com/3vRVVA45fd— adrian lewis (@adrianlewis310) May 21, 2023
