Aunque no hay artefactos que lo confirman, se dice que Hagia Sophia fue construido en el sitio de un templo pagan antiguo. Hagia Sophia experimentó dos fases de la construcción antes de lograr su estado actual.

Los documentos indican que el primer Hagia Sophia fue construido por Emperor Constantius, hijo del emperador Constantinos I, y abierto para los servicios en el ANUNCIO 360. Aunque muy poco se sabe sobre esta iglesia, se asume que era un basilica-tipo estructura con un plan de piso rectangular, un apse circular y una azotea enmaderada. Era similar a St.Studios, un basilica en Estambul, todavía existen las ruinas de la cual. Las fuentes antiguas acentúan que la pared del este era circular.

Constantius donó el oro y la plata así como objetos religiosos a su iglesia, pero éstos fueron destrozados por Arians durante el consejo del ANUNCIO 381.

Hagia Sophia primero fue nombrado “Megale Ekklesia” (la gran iglesia) pues era la iglesia más grande de Constantinople. El historiador Socrates indicó que la iglesia fue nombrada Sophia durante el reinado del emperador Constantius. El nombre dado a la iglesia simbolizó la segunda cualidad divina de la trinidad santa. Originalmente, Sophia, que significa la “sabiduría santa”, era un nombre dado a Cristo por los 4tos teólogos del siglo. Ambos nombres, Megale Ekklesia y Hagia Sophia se utilizan hoy.

La iglesia original fue destruida en el ANUNCIO 404 por las multitudes, durante los alborotos, cuando el emperador Arcadius envió a patriarca de Constantinople, Juan Chrysostom, en el exilio para su crítica abierta del Empress.

El emperador Theodosius II construyó una iglesia nueva que fue terminada en el ANUNCIO 415. El arquitecto de esta segunda iglesia era Ruffinos. El edificio fue construido en basilica-estilo y tenía cinco cubos. En común con otros basilicas de esa edad, tenía una azotea cubierta. El restos de esta iglesia, excavado en 1935, demuestra que una escalera de cinco pasos conducidos a a columned propylaeum delante de la entrada del edificio. Incluyendo la entrada imperial, había tres umbrales en la fachada. Los resultados de excavaciones indican que Hagia Sophia tenía 60 metros de ancho. La longitud es desconocida, puesto que otras excavaciones dentro del edificio actual no se permiten.

Durante la rebelión de Monophysites en 532, Hagia Sophia fue destruido junto con muchos otros edificios importantes, entre los cuales estaban la iglesia de St. Eirene, el baño de Zorzip y el hospital de Samsun.

Después de recurrir a la matanza, el emperador Justinian tuvo éxito en ahorrar su trono. Esta rebelión se conoce como la “rebelión del Nike” en historia Byzantine, puesto que gritaron los rebeldes en varias ocasiones “Nike”, el nombre de la diosa de la victoria.

Después de estos acontecimientos, el emperador Justinian pidió la construcción de una iglesia nueva que era sobrepasar en magnificence todas las iglesias anteriores. Su ambición para hacer esta iglesia nueva única, estimulado le encendido al esfuerzo continuo. Los historiadores escriben que él supervisó personalmente la construcción y el uso completo hecho de todo su imperio podría ofrecer. Los dos arquitectos más famosos de la edad; Anthemius de Tralles (Aydin) e Isidorus de Miletus, fueron confiados con la construcción del edificio. Supervisaron a cientos constructores y trabajadores principales de los diez milésimos.

Los materiales más finos y más raros de las cuatro esquinas del imperio fueron traídos a Constantinople para ser utilizados en la construcción de Hagia Sophia. Las columnas prophyry llevadas previamente Roma de un templo egipcio en Heliopolis, marfil y los iconos y los ornamentos del oro de los templos antiguos en Ephesus, Kizikos y Baalbek estaban entre ellos. La construcción fue terminada en un muy a corto plazo.

Tomó cinco años, diez meses y cuatro días, del 23 de febrero de 532 al 27 de diciembre de 537. Durante la ceremonia del esmero, emperador Justinian puesto a un lado formalidades del estado e incorporadas la iglesia excitedly, decir un rezo de gracias al dios por permitir que él satisfaga su deseo más estimado. Él gritó con el orgullo, recordando el templo en Jerusalén “Oh, Solomon, yo ha sobrepasado thee”.

Más adelante, la iglesia fue dañada muchas veces por terremotos y fuegos, y tuvo que ser reparada y ser reforzada.

El 15 de agosto de 553, el 14 de enero de 557 y 7 de mayo de 559, terremotos destruyó el lado del este de la bóveda. El daño fue reparado por el sobrino del arquitecto original, Isidorus. Él aumentó la altura de la bóveda en 2.65 metros y construyó los contrafuertes bajo la forma de torres para apoyar la bóveda.

El 9 de febrero de 869, durante el reinado de la albahaca I (867-886) del emperador, un terremoto dañó el lado occidental del edificio. Fue reparado en 870. El 25 de octubre de 986, un terremoto violento dio lugar al derrumbamiento del apse occidental y causó daño parcial a la bóveda. La iglesia tuvo que ser cerrada hasta que el arquitecto Tridat acabó el reparar de ella en 994.

En 1204, la iglesia era sacked por los cuartos cruzados. Durante la edad de Palaeologian, el emperador Michael VIII (1261-1282) tenía Hagia Sophia reparado por el arquitecto Ruchas, y el buttressesin que el sudoeste fue agregado en aquel momento.

En 1317, durante el reinado del emperador Andronicus II, las paredes nororientales y al sudoeste fueron reforzados en el exterior por los contrafuertes pirámide-formados.

En 1348, la mitad del este de la bóveda se derrumbó y fue reparada luego. Por la mitad primer del décimo quinto siglo, los viajeros y otras fuentes describieron Hagia Sophia como siendo en un estado del disrepair.

Cuando los turcos conquistaron Constantinople en 1453, la iglesia fue convertida en una mezquita, un lugar de la adoración islámica. Para comenzar con, los turcos preservaron los frescoes y las figuras del mosaico de los santos cristianos que adornaron las paredes. Sin embargo, en el décimosexto siglo, éstos fueron cubiertos totalmente por el yeso, puesto que el código islámico prohíbe la representación figural.

Después de que se convirtió en una mezquita, los cambios siguientes, hechos necesario por estándares arquitectónicos islámicos, fueron realizados:

El sultán Mehmed II “el Conqueror” construyó un altar (mihrap) en el este, puesto que el apse debe estar en la dirección de Mecca y el minaret del ladrillo en la esquina suroriental del edificio.

El sultán Bayezid (1484-1512) agregó un minaret en la esquina de nordeste.

El arquitecto turco Sinan, construido los dos minarets delante de la iglesia durante el reinado del sultán Murad III (1574-1535). Urnas también tenidas del agua de Murad III del período helenístico (300 A.C.) traído a la mezquita de Bergama.

El púlpito (minber) y el pew del predicador (mahfili del muezzin) fueron agregados al interior durante el reinado de Murad IV.

En 1739, sultán Mahmud construí una biblioteca y una escuela primaria (mekteh-i sibyan) en el sur.

En 1850, el sultán Abdulmecit agregó el Pew hoy imperial. Durante su reinado (1833-1861), las reparaciones importantes fueron confiadas al arquitecto suizo Gaspare Fossati. Él quitó el yeso que cubría los mosaicos y después replastered los. Él adornó estas áreas nuevamente enyesadas con los frescoes. El edificio fue renovado totalmente adentro y hacia fuera. Un horologion fue construido al sur de la estructura.

En 1926, el gobierno de la República de Turquía nueva, designó a comisión técnica para investigar el estado arquitectónico y estático del edificio a fondo. Según el informe de la comisión, la fundación de la estructura se basó sólidamente sobre una cama de la roca. Después de las órdenes de Kemal Ataturk, Hagia Sophia fue convertido en un museo el 1 de febrero de 1935. Ataturk visitó el museo algunos días más adelante, el 6 de febrero de 1935.