Ayasofya aynı yerde üç kez yapılmış bir eserdir. Bugünkü Ayasofya, “Üçüncü Ayasofya” olarak biliniyor. Ayasofya’nın ilk inşası, Hristiyanlığı Roma İmparatorluğu’nun resmi dini olarak kabul eden I. Konstantin döneminde başlamıştır. İstanbul’un yedi tepesinden ilki üzerine ahşap çatılı bazilika olarak inşa edilen ve o dönemde “Büyük Kilise” olarak anılan bu yapı, 360 yılında II. Konstantin döneminde açılmıştır. 404 yılında başlayan isyanda çıkan bir yangın sonucu büyük ölçüde harap olan bu yapı.

İkinci Ayasofya, birincisinin üzerine İmparator II. Theodosius tarafından yaptırılmış ve 415 yılında ibadete açılmıştır. Yine bazilika şeklinde ve ahşap çatılı olarak inşa edilmiş olan bu yapı, 1994 yılında İmparator Justinianus’a karşı çıkan Nika İsyanı’nda isyancılar tarafından harap edilmiştir. 532.

Ayaklanmaların hemen ardından İmparator Justinian, ilk iki Ayasofya’dan daha büyük ve daha görkemli bir Ayasofya inşa etmeye karar verdi. Üçüncü Ayasofya, Bizans İmparatoru I. Justinianus tarafından 532-537’de yaptırılmıştır.

Doğu Roma İmparatorluk Kilisesi olarak kullanılan Ayasofya, tarih boyunca isyanlar, savaşlar ve doğal afetler nedeniyle sık sık harap olmuştur. Ayasofya en büyük yıkımlardan birini 1204 yılındaki 4. Haçlı Seferi sırasında şehrin işgal edilmesiyle yaşamıştır. Haçlılar tüm şehirle birlikte Ayasofya’yı da yağmaladılar. İstanbul’da 1204’ten 1261’e kadar süren Latin işgali sırasında Ayasofya, Roma Katolik Kilisesi’ne bağlı bir katedrale dönüştürüldü.

Doğu Roma yönetiminin İstanbul’da yeniden kurulmasından sonra ciddi hasar gören Ayasofya’nın yaşatılmaya çalışılması için onarımlar yapıldı. Ancak yapılan onarımlar yetersiz kalmış ve 1346’da Ayasofya’nın doğu arşivi ve kubbesinin bir kısmı yıkılmıştır.

Ayasofya aslında Latin işgalinden İstanbul’un fethine kadar tarihinin en karanlık dönemini yaşadı. İki kez yıkılıp üçüncü kez yapılan, yüzyıllarca süren savaşlar ve isyanlarla harap olan, bakımsızlık ve mimari hatalardan dolayı bazı bölümleri çöken Ayasofya, İstanbul’un Fatih Sultan tarafından fethine kadar kalıcı olarak yıkılma tehdidi altında kaldı. Mehmed Han. Ayrıca Katolik ve Ortodoks kiliseleri arasındaki bölünme nedeniyle tapınağın sosyolojik ve sembolik anlamı büyük ölçüde zarar görmüştür.

Osmanlılar, fethin simgesi olarak kabul edip takdir ettikleri Ayasofya Camii’ne büyük özen göstermiş, sürekli bakım ve onarımını yapmış ve Fatih Sultan Mehmed Han’dan başlayarak camiyi çok daha sağlam bir yapıya kavuşturmuştur. Özellikle Mimar Sinan’ın Ayasofya’ya yaptığı eklemeler ve düzenlemeler insanlığın bu mirasının yaşatılmasında büyük rol oynamıştır.
Nitekim fetihten hemen sonra Ayasofya’ya giden Fatih Sultan Mehmed Han’ın caminin durumuna üzüldüğü ve şu ayetleri okuduğu tarihi kayıtlarda belirtilmektedir:

“Perdedâri mîkoned ber kasr-i Kayser ankebut Bûm novbet mîzened der tarem-i Efrâsiyâb”

(“Kaiser’in sarayında bir örümcek ağ örer, Afrasiab’ın kulelerinde bir baykuş öter”)

Ayasofya Camii’ni kendi vakfı olarak vakfeden ve çeşitli mülklerden elde ettiği gelirle bakım-onarım masraflarını karşılayan Fatih Sultan Mehmed Han, caminin bitişiğine bir medrese yaptırarak eğitim faaliyetlerine başlamıştır. Ayasofya’nın ilk minaresi Fatih Sultan Mehmed Han döneminde ahşaptan yapılmıştır. Uzun yıllar ayakta kalan bu minare, 1574 yılındaki büyük onarım sırasında kaldırılmıştır. Ayasofya Camii’nin ikinci minaresi, Sultan II. Bayezid döneminde tuğladan yapılmıştır.

Ayasofya’ya en fazla ilgi gösteren Osmanlı padişahlarından biri de Sultan II. Selim’dir. Binanın yorgunluk belirtileri göstermesi üzerine II. Selim Han, Ayasofya’nın bakım ve onarımı için Mimar Sinan’ı görevlendirdi. Doğu Roma döneminde birçok kez kubbeleri ve duvarları yıkılan Ayasofya, İstanbul’da birçok büyük depreme rağmen Mimar Sinan’ın onarımlarından sonra bir daha yıkılmadı. Ayasofya Külliyesi’nin mezarlığında padişah türbeleri inşa etme geleneği, Mimar Sinan’ın Sultan II. Selim için yaptırdığı ilk türbe ile başlamıştır.

Fetihle birlikte camiye dönüştürülen ve 481 yıl cami olarak hizmet veren Ayasofya, 1930’larda başlayan restorasyon çalışmalarının ardından ziyarete kapatıldı. Daha sonra 24 Kasım 1934 tarihli Bakanlar Kurulu Kararı ile müzeye çevrilmiştir. Danıştay, 10 Temmuz 2020 tarihinde söz konusu Bakanlar Kurulu Kararnamesi’ni bozmuştur. Ayasofya Camii, 2729 sayılı Cumhurbaşkanlığı Kararnamesi ile yeniden ibadete açılmıştır. Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan ve hemen ardından ilan edildi.