Bila je krunidbena crkva bizantskih careva. Nakon osmanske okupacije grada 1453. crkva je prenamijenjena u džamiju, a izvana su dodana četiri minareta. Mozaici, koji su postojali u crkvi, prekriveni su vapnom. Aju Sofiju je 1935.. godine Mustafa Kemal Atatürk dao pretvoriti u muzej. Dana 10. srpnja 2020. Erdoğan je poništio tu odluku i Aju Sofiju vratio u džamiju. Pokraj crkve nalazi se grob cara Konstantina Velikog.