İstanbul’un 1453’te Osmanlı Türkleri tarafından fethinden sonra, fethin sembolü olarak, derhal Ayasofya Kilisesi camiye dönüştürülmüştür. O sıralarda Ayasofya harap bir haldeydi. Bu durumu Kordoba soylusu Pero Tafur ve Florentine Cristoforo Buondelmonti gibi Batılı ziyaretçilerce betimlenmektedir. Ayasofya’ya özel bir önem veren Fatih Sultan Mehmet kilisenin derhal temizlenip camiye çevrilmesini emretti, fakat adını değiştirmedi. İlk minaresi onun döneminde inşa edilmiştir. Osmanlılar bu tür yapılarda taş kullanmayı tercih etmekle birlikte minarenin hızla inşa edilebilmesi amacıyla bu minare tuğladan yapılmıştır. Minarelerden biri de sultan II. Bayezid tarafından eklenmiştir. 16. yüzyılda Kanuni Sultan Süleyman fethettiği Macaristan’daki bir kiliseden Ayasofya’ya iki dev kandil getirtmiştir ki, günümüzde bu kandiller mihrabın iki yanında yer alırlar.