โบสถ์หลังแรก

โบสถ์หลังแรกที่ถูกสร้างขึ้นมีชื่อว่า "Megálē Ekklēsíā" ซึ่งเป็นชื่อที่ถูกใช้ต่อมาเป็นเวลานาน จนกระทั่งถูกเปลี่ยนชื่อเป็น "ฮายาโซฟีอา" หลังถูกชาวออตโตมันเติร์กยึดครองในปี 1453

เหตุการณ์เกี่ยวกับโบสถ์แห่งนี้ถูกบันทึกโดยโสกราตีสแห่งคอนสแตนติโนเปิล (ค.ศ. 380-440) ผู้ซึ่งบันทึกไว้ว่าโบสถ์ฮายาโซฟีอาถูกสร้างโดยคอนสแตนตินมหาราช โบสถ์ถูกสร้างขึ้นติดกับบริเวณที่กำลังสร้างพระราชวัง และติดกับโบสถ์ฮายาไอรีนซึ่งมีขนาดเล็กกว่า แต่ถูกใช้เป็นโบสถ์หลักจนกระทั่งฮายาโซฟีอาสร้างเสร็จ จักรพรรดิคอนสแตนติอุสที่ 2 เปิดฮายาโซฟีอาในวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 360 โบสถ์ทั้งสองกลายเป็นโบสถ์ที่สำคัญของจักรวรรดิไบแซนไทน์

โบสถ์หลังแรกถูกเผาทำลายไปในเหตุการณ์จลาจลในปี 404 จนไม่หลงเหลืออะไรให้เห็นในปัจจุบัน

โบสถ์หลังที่สอง

โบสถ์หลังที่สองสร้างขึ้นโดยจักรพรรดิธีโอโดซิอุสที่ 2 และถูกเปิดเมื่อวันที่ 10 ตุลาคม ค.ศ. 405 โบสถ์หลังที่สองถูกไฟไหม้ที่เกิดขึ้นระหว่างการจลาจลนิกา (Nika riots) ในวันที่ 13-14 มกราคม ค.ศ. 532

หินอ่อนบางส่วนจากโบสถ์หลังที่สองยังคงเหลืออยู่ในปัจจุบัน และถูกแสดงไว้ในสวนของโบสถ์ปัจจุบัน (หลังที่สาม) หินอ่อนเหล่านี้เดิมเป็นส่วนหนึ่งของทางเข้าด้านหน้าซึ่งถูกขุดพบในปี 1935

โบสถ์หลังที่สาม

ในวันที่ 23 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 532 หลังจากที่โบสถ์หลังที่สองถูกทำลายไปไม่นาน จักรพรรดิจัสติเนียนที่ 1 ตัดสินใจให้สร้างโบสถ์หลังที่สามให้ยิ่งใหญ่และสวยงามกว่าโบสถ์หลังก่อน ๆ จักรพรรดิจัสติเนียนเลือกให้นักฟิสิกส์ อิสิโดโรสแห่งมิเลตุส และนักคณิตศาสตร์ แอนเทมิอุสแห่งทราเรสเป็นสถาปนิก แต่แอนเทมิอุสเสียชีวิตลงในปีแรก มีการนำวัสดุก่อสร้างมาจากทั่วทั้งอาณาจักร เช่น เสาแบบเฮเลนิสติกจากวิหารอาร์ทีมิส เมืองเอเฟซุส หินขนาดใหญ่ถูกนำมาจากเหมืองหินที่อยู่ไกลออกไป เช่น หินเนื้อดอกจากอียิปต์ หินอ่อนเขียวจากแคว้นเทสซาลี หินดำจากแถบบอสฟอรัส และหินเหลืองจากซีเรีย ในการก่อสร้างใช้แรงงานมากกว่าหมื่นคน จักรพรรดิและสังฆราชยูติชิอุสทำการเปิดโบสถ์ใหม่ในวันที่ 27 ธันวาคม ค.ศ. 537 แต่การตกแต่งภายในโบสถ์ด้วยโมเสกนั้นต่อเนื่องจนถึงสมัยจักรพรรดิจัสตินที่ 2

แผ่นดินไหวในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 553 และวันที่ 14 ธันวาคม ค.ศ. 557 ทำให้เกิดรอยแตกในโดมหลักและโดมทางตะวันออก โดมหลักพังลงมาทั้งหมดเพราะแผ่นดินไหวในวันที่ 7 พฤษภาคม ค.ศ. 558 จักรพรรดิจัสติเนียนจึงสั่งให้ทำการซ่อมแซมในทันที โดยมอบหมายให้อิโสโดรุสซึ่งเป็นหลานของอิสิโดโรสแห่งมิเลตุส ในการซ่อมแซมครั้งนี้ใช้วัสดุก่อสร้างที่มีน้ำหนักน้อยกว่าเดิมและยกให้โดมสูงขึ้นอีก 6.25 เมตร ทำให้อาคารมีความสูงเท่ากับปัจจุบันคือ 55.6 เมตร[2] การซ่อมแซมครั้งนี้เสร็จในปี 562

ในปี 726 จักรพรรดิลีโอที่ 3 ออกกฎต่าง ๆ ที่ต่อต้านการบูชารูปเคารพ และสั่งให้กองทัพทำลายรูปเคารพทั้งหมด ภาพและรูปปั้นทางศาสนาจึงถูกย้ายออกจากฮายาโซฟีอาทั้งหมด ในสมัยของจักรพรรดินีไอรีน (797-802) มีคำสั่งให้หยุดการทำลายไประยะหนึ่ง แต่หลังจากนั้นลัทธิทำลายรูปเคารพก็กลับมาอีกครั้ง จักรพรรดิทีโอฟิลุส (829-842) ได้รับอิทธิพลจากศิลปะศาสนาอิสลามซึ่งต่อต้านรูปเคารพเป็นอย่างมาก เขาสั่งให้ติดอักษรสัญลักษณ์ของเขาไว้ที่ประตูทางทิศใต้

ตัวโบสถ์ถูกทำลายอย่างหนักด้วยไฟไหม้ในปี 859 และแผ่นดินไหวเมื่อวันที่ 8 มกราคม 869 ซึ่งทำให้โดมเล็กหักไปข้างหนึ่ง จักรพรรดิบาซิลที่ 1 มีคำสั่งให้ซ่อมแซมโบสถ์ หลังจากนั้นแผ่นดินไหวครั้งใหญ่เมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 989 ซึ่งทำให้โดมใหญ่เสียหาย จักรพรรดิบาซิลที่ 2 แห่งไบแซนไทน์จึงสั่งให้สถาปนิกชาวอาร์เมเนีย ทริแดท ซึ่งสร้างโบสถ์แห่งอานี เป็นผู้ซ่อมโดม[3] ทริแดทซ่อมส่วนอาร์ชด้านตะวันตกและส่วนหนึ่งของโดม ความเสียหายอย่างหนักของโบสถ์ทำให้การซ่อมแซมต้องใช้เวลานานถึง 6 ปี โบสถ์ถูกเปิดขึ้นอีกครั้งเมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 994