По мысли Юстиниана, храм святой Софии должен был превзойти все когда–либо существовавшие храмы своей величиной и роскошью. Золото, серебро, слоновая кость, дорогие породы камней использовались для постройки и украшения в несметном количестве. Со всех концов империи свозились колонны и глыбы редких мраморов, шедшие на убранство храма. Результатом было то, что невиданное и неслыханное великолепие поразило даже народную фантазию, и в Византии сложились легенды, что в постройке зодчим помогали сами небесные силы.
Там, где Юстиниан задумал постройку, был уже храм во имя божественной мудрости — святой Софии, построенный Константином. Храм, над которым место святого Креста так оскорбительно для христиан уже четыре столетия занимает магометанская луна, построен на том же месте, как и первый, но гораздо позже. Первый был мал для многочисленного христианского населения, и Констанций, сын Константина, увеличил его. В 404 г., в царствование Аркадия, он был сожжен во время смятения. Император Феодосий вновь отстроил собор. Впоследствии он еще раз сгорел, и только император Юстиниан выстроил новый каменный храм св. Софии в несравненно больших размерах и с большим великолепием. Этот–то храм и сохранился до наших времен. Чтобы выполнить свой замысел, император приказал всем губернаторам отыскивать мрамор, колонны и скульптурные украшения для нового храма. Последний пожар, уничтоживший остатки прежнего храма, был в январе 532 года, а 23–го февраля того же года был заложен первый камень нового. Новый храм возводился около семи лет, и в декабре 538 года праздновалось окончание строительства, но семнадцать лет спустя восточная часть главного купола обрушилась от землетрясения и пала на драгоценный алтарь и амвон. Это несчастие нисколько не уменьшило рвения Юстиниана: он возобновил церковь с большею прочностью и великолепием, и 24–го декабря 568 года, перед днем Рождества Христова, праздновали ее освящение. Под руководством двух главных архитекторов — Анфимия Траллесского и Исидора Милетского–сто других архитекторов управляли работами, и каждый из них имел под своим начальством по сто каменщиков. Пять тысяч работников трудились на правой стороне храма и столько же на левой. По византийским преданиям, Ангел начертал план этой церкви императору во время сна. Император ободрял работников деньгами и своим присутствием и, вместо того, чтобы по восточному обычаю отдыхать после обеда, он, обвязав голову платком и с палкою в руке, ходил осматривать работы в самой простой полотняной одежде. Все сословия внесли денежную дань на построение храма. Мрамор всех цветов — белый, розовый, зеленый и голубой, гранит Египта и порфиры, 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 языческим религиям, так что оно опиралось на колонны храмов Изиды и Озириса, Солнца и Луны (в Гелиополисе), Минервы Афинской и Аполлона Делосского.
Вообще, во всем здании преобладает форма святилища храма Соломонова.