En 1453 Constantinopla fue conquistada por los turcos otomanos bajo las órdenes del sultán Mehmed II, quien posteriormente decidió que el templo se convirtiera en mezquita. Las campanas, el altar, el iconostasio y los vasos de sacrificio fueron retirados, y muchos de los mosaicos fueron enlucidos. Durante el dominio otomano se le añadieron detalles arquitectónicos islámicos, como el mihrab, el minbar y cuatro minaretes. El edificio se mantuvo como mezquita hasta 1931, fecha en que fue cerrado al público por el gobierno de Turquía hasta su reapertura, ya como museo, en 1935. Actualmente, y desde 2020, vuelve a ser una mezquita. Los mosaicos con representaciones humanas ya no son visibles, pues han sido tapados.