Ein geschichtliches Gebäude, das in Eminönü, gegenüber der Sultan Ahmet Moschee liegt, wurde in den Zeiten, wo es gebaut wurde mit „Megale Ekklesia“ benannt, wobei dieses die Bedeutung von Kirche hat. Der heutige Name „Ayia Sofia“ wurde erst ab Ende des V. Jh. benutzt.
Die Ayasofya, die am 15. Februar 360 eröffnet wurde, brennt 404 Teilweise aus und wird in der Zeit von dem II. Teodosios (405-450) Repariert und am 10. Oktober 415 wurde es erneuet eröffnet. Nach dem zweiten Aufstand im Jahr 532 brannte Ayasofya ganz aus und das heutige Gebäude wurde auf Anweisung von I. Justinianos von Isıdoros und Artemios gebaut. Es wurden für den Bau aus diversen Gebieten Säulen und Steine nach Istanbul verfrachtet. Bei dem Bau arbeiteten hundert Meister und zehntausend Arbeiter und die Bauzeit dauerte fünf Jahre, somit wurde das Gebäude am 27. Dezember 537 eröffnet.
Nach der Eroberung Istanbuls durch Fatih Sultan Mehmet begann in Ayasofya eine neue Zeit. Der Tempel, der hunderte Jahre als eine Kirche diente, wurde in der Zeit von Fatih zu einer Moschee umgestaltet und an die Halbkuppel an der Westlichen Seite wurde ein Minarett aus Holz zugefügt. Wehrend der II. Bayezid Zeit wurde noch ein Minarett und in der Sultan Selim Zeit wurden noch weitere zwei Minaretten zugefügt. In der Zeit von I. Mahmut wurde dem Gebäude die Bibliothek nebenan (1739), der Brunnen, der einer der schönsten Beispiele für die osmanische Architektur ist (1740) und dann die Muvakkithane (Zeitleser) und die Sıbyan Schulen (1742) hinzugefügt. Außerdem ist die Gebetsnische, der Altar und der Muezzin Treffpunk ein Meisterstück, in dem man denkt, dass diese aus dem 16. Jh. Stammen.
Man betritt das Hauptgebäude von neuen verschiedenen Türen. Die Decke der Kuppel ist eine Basilika, die 55,6 Meter hoch ist und einen Durchmesser von 32 Meter hat. Dieser Kuppel sitzt auf vier Stützbeinen, die 24,3 Meter hoch sind. Die rechte Seite der Mosche ist mit Marmor Platten belegt, die Weissen Platten sind aus den Marmara Inseln, die rosa Adrigen aus Afyon Karahisar, die Grünen Somaki Platten aus Teselia und Mora, die Porfir Platten aus Ägypten und die gelben Marmorplatten kamen aus Algerien geliefert wurden. Die innen Bekleidung der Decke ist mit Mosaiken, die Wände und die Böden mit bunten Steinen und sehr schönen Kacheln verkleidet. Die Schriftstücke an den Wänden wurden von den Berühmten Kalligraphen der Osmanischen zeit geschrieben.
In Ayasofya befinden sich Sarkophagen von mehreren Sultanen. Sultan II. Selim, Sultan III. Murat, Sultan III. Mehmet, Sultan I. Mustafa und Sultan Ibrahim sind einige dieser Personen.
Der Amerikaner Th. Whittemore erhielt im Jahr 1931 das Erlaubnis der Türkischen Regierung um die Mosaik Platten und Bunten Gemälden der osmanischen Zeit heraus zu graben. Wobei die Arbeiten weitergeführt wurden, kam 1934 der Beschluss diese Stelle zu einem Museum zu gestalten und das Museum wurde 1935 für die Besucher eröffnet. Die Restaurationen werden noch heute weitergeführt und der Platz bewundert weiterhin die einheimischen und ausländischen Besucher.