Museum Aya Sofia, itulah namanya sekarang. Sejarah mengatakan bahwa sebelum menjadi museum, bangunan ini adalah sebuah masjid, yang ternyata sebelum menjadi masjid, ia adalah gereja yang bernama Hagia Sophia yang dibangun pada masa Kaisar Justinianus (penguasa Bizantium)tahun 558 M. Arsitek Gereja Hagia Sophia ini adalah Anthemios dari Tralles dan Isidorus dari Miletus.
Bangunan gereja ini sempat hancur beberapa kali karena gempa, kemudian dibangun lagi. Pada 7 Mei 558 M, di masa Kaisar Justinianus, kubah sebelah timur runtuh terkena gempa. Pada 26 Oktober 986 M, pada masa pemerintahan Kaisar Basil II (958-1025), kembali terkena gempa. Akhirnya, renovasi besar-besaran pada awal abad ke-14.
