Ensimmäisen puolisonsa Maria Tverin kuoleman jälkeen (1467) ja paavi Paavali II:n (1469) ehdotuksesta, joka toivoi siten sitovansa Muskovian Pyhään istuimeen, Ivan III meni naimisiin Sofia Palaiologinan (tunnetaan myös hänen alkuperäisellä nimellään) Zoe), Morean despootin Thomas Palaeologuksen tytär, joka vaati Konstantinopolin valtaistuinta Konstantinos XI:n, Bysantin viimeisen keisarin veljenä.Turhautti paavin toiveet näiden kahden uskonnon yhdistämisestä, prinsessa kannatti itäistä ortodoksisuutta.Perheperinteensä vuoksi hän rohkaisi puolisonsa mielessä keisarillisia ideoita.Hänen vaikutuksensa ansiosta Moskovan tuomioistuin hyväksyi Konstantinopolin seremoniallisen etiketin (sekä keisarillisen kaksipäisen kotkan ja kaiken sen sisältämän).Ivan III:n ja Sofian muodolliset häät pidettiin Moskovan Dormition-katedraalissa 12. marraskuuta 1472.