İstanbul'da Bizans devrinden kalan en ünlü kilisedir. 1453'te Fatih Sultan Mehmed'in İstanbul'u almasıyla camiye çevrilmiş, 1935'te müze oluncaya kadar bu amaçla kullanılmıştır. Büyük Kostantinos'un İstanbul'u imparatorluk merkezi haline getrip kenti yeni baştan ele alması sırasında bugünkü Ayasofya'nın yerinde bir kilise yaptırılmış, M.S.326 yıllarına rastlayan bu ilk yapıdan sonra M.S. 360'ta imparatorun oğlu Konstantinos küçük geldiği veya bir depremde yıkıldığı için yapıyı yeni baştan daha büyük olarak ele aldırmıştır. Büyük kilise (Megale Ekklesia) adıyle anılan ve bazilikal bir plan gösterdiği sanılan yapı V. Yüzyıldan sonra daha çok Hagia Sophia adıyle tanınmış ve bu ad sonuna kadar yaşamıştır.
404 tarihinde bir ayaklanma sırasında yanan kilisenin yerine Theodosios II. devrinde 415'te yapılan yenisinin bazı kısımları bugünde görülmektedir. Bu yapının batı yüzünü süslediği anlaşılan sütunlu galeri ile narteks duvarlarını bir kısmı 1935 yılında yapılan kazılarla bugünkü Ayasofya'nın batı avlusunda ortaya çıkmıştır.
532 yılında çıkan yangından Ayasofya kurtulamamış, ayaklanmadan sonra Justinianos'un çağında ikinci bir örneği olmayacak büyüklükte ve özellikte bir yapı istemesi üzerine, devrin iki önemli mimarından Aydınlı Anthemios ile Miletoslu İsidoros sorumluluğu yüklenmişler, yangınların etkileyemeyeceği her türlü malzemenin en zengin şekilde kullanılacağı bir kilisenin yapımına girişmişler 27 XII 537 tarihinde tamamlanan yapı, büyük bir açılış töreninden sonra imparatorun "Ey Süleyman seni geçtim" demesine sebep olacak kadar etkileyici olmuştu.
Zaman içerisinde birçok yangın ve deprem atlatan Ayasofya, 29 Mayıs 1453'te İstanbul'un Türkler tarafından alınmasından sonra Fatih Sultan Mehmet tarafından camiye çevrilmiş ilk Cuma namazı burada kılınmıştı. Camiye çevrilmesi sırasında yapının ana çizgileri korunmuş, figürlü mozaiklere bile dokunulmamıştır. Bunlar ancak Kanuni devrinde badanayla örtülmüştür. Güneydoğudaki büyük dayanak duvarların Fatih devrinde yapıldığı, ayrıca tuğla minarenin eklendiği kabul edilir. Sultan İkinci Bayezid devrindeyse kuzeybatıdaki ince minare, Sultan İkinci Selim devrinde de Mimar Sinan tarafından batıdaki iki kalın minare eklenmiş ve yer yer dayanaklarla kuvvetlendirilmiştir. Mimar Sinan'ın yaptığı dayanaklar ve onarımlar yapının bugüne kadar ulaşabilmesini sağlamıştır.
Bu yapının çevresinde Bizans devrinden kalan ek yapılar vaftizhane ve hazine dairesidir. Bu ek yapılardan vaftizhane Osmanlı devrinde Sultan Mustafa ve İbrahim'in türbesi olmuş, Sultan İkinci Selim türbesi Mimar Sinan, Sultan Üçüncü Murad türbesi de Davut Ağa tarafından yapılmıştır. Ayrıca Sultan Üçüncü Mehmed'in kendi türbesi, bir okul binası, Sultan Birinci Mahmud döenminden özellikler taşıyan bir şadırvan ve imaret yapının çevresinde yer alır.
Ayasofya, birçok özelliğiyle uzun yıllar birçok mimarı etkilemiş, çeşitli devirlerde gördüğü ek ve onarımlarla bugünkü şeklini almış bir yapıdır. Mimari ve süsleme zenginliğinin yanı sıra her devirde eklenen efsaneleriyle de büyük bir geçmişi içinde saklamaktadır.
