Ранее на его месте уже стоял храм, воздвигнутый Константином во имя божественной мудрости святой Софии. Тот самый, над которым на протяжении четырех веков так оскорбительно для христиан место креста занимала магометанская луна. Но он был тесен для многочисленного христианского народа, и Констанций, сын Константина, расширил его. В 404 году, во время правления Аркадия, храм был сожжен мятежниками. Впоследствии он еще не раз горел, и в январе 552 года случился последний пожар, унесший все останки этого храма. Однако почти сразу, 23 февраля того же года, император Юстиниан заложил первый камень нового храма Святой Софии. Он был выстроен за семь неполных лет – именно этот-то собор и сохранился до наших времен. В декабре 538 года праздновали его открытие, но семнадцать лет спустя восточная часть главного купола обрушилась от землетрясения и упала на драгоценный алтарь и амвон. Это несчастье нисколько не уменьшило рвения Юстиниана: он восстановил церковь с большею прочностью и великолепием, и 24 декабря 563 года, перед днем Рождества Христова, праздновали ее освящение. Под руководством двух главных зодчих сто других архитекторов управляли работами, и каждый из них имел под своим началом просто каменщиков. Пять тысяч работников трудились на правой стороне храма и столько же – на левой. По византийским преданиям, ангел начертал план этой церкви императору во сне. Император ободрял работников деньгами и своим присутствием, и, вместо того, чтобы, по восточному обычаю, отдыхать после обеда, он, обвязав голову платком, с палкою в руке ходил осматривать работы в простой полотняной одежде. Все сословия внесли денежную дань на постройку собора. Мрамор всех цветов – белый, розовый, зеленый и голубой, гранит Египта и порфир, а также драгоценные колонны, извлеченные из разных древних языческих храмов, – восемь порфировых колонн нижнего этажа знаменитого храма Солнца в Баальбеке, другие восемь из храма Дианы в Эфесе – украшали его. Замечательно, что материалы, вошедшие в состав здания, взяты из храмов, принадлежащих почти всем религиям языческим, так что оно опиралось на колонны храмов Исиды и Осириса, Солнца и Луны (в Гелиополисе), Минервы Афинской и Аполлона Делосского.
Вообще, в облике здания преобладает форма святилища храма Соломонова. Чтобы легче понять устройство собора Святой Софии, надо вообразить пространный четырехугольник, к которому с четырех его сторон примыкают четыре меньших квадрата и тем образуют внутри главные части здания и форму креста. По углам среднего большого квадрата выстроены четыре массивных столба (пильеры), вершины которых соединены между собой полукруглыми арками, и поверх всей этой аркады возвышается огромный купол, имеющий 35 метров в диаметре. Купол, по-видимому, опирается на арки только четырьмя точками, а остальная часть его поддерживается пандативами (треугольники в пересечении арок), которые начинаются на острых углах пильеров и идут вверх, так незаметно закругляясь, что кажутся простыми легкими жилками, а точки опоры этого гигантского свода ускользают от глаз наблюдателя, и купол кажется висящим в воздухе. Верхняя точка свода возвышается на 61 метр над полом церкви; длина церкви внутри стен – 81 метр, а ширина – 60 метров. К восточной и западной части среднего свода примыкают два полукупола и к каждому из них по три ниши, так что крыша главной части здания состоит из девяти куполов, возвышающихся один над другим; остальная часть покрыта мраморными плитами, а сами купола – свинцовыми листами. Полукуполы и ниши поддерживаются не только четырьмя главными пильерами, но еще и другими четырьмя меньшими, и под каждой нишей – по две порфировые колонны с капителями и базисами из белого мрамора. С севера и юга главного квадрата, под арками, между каждыми двумя большими пильерами, помещается по четыре колонны из прекраснейшего гранита, поддерживающие хоры для женщин, которые у древних христиан стояли во время богослужения отдельно от мужчин.