В XI веке к прежним мозаичным композициям, помещенным на стенах храма Св. Софии, прибавились новые изображения. Одним из первых было выполнено мозаичное панно, изображающее императрицу Зою и ее супруга императора Константина IX Мономаха. Облаченные в роскошные тяжелые одеяния, они стоят по сторонам от Иисуса Христа, предлагая ему свои дары: Константин подносит мешочек с золотыми монетами, предназначенными на содержание храма, а Зоя – свиток с текстом Евангелия, верность которому императорская семья подтверждает своей деятельностью. Золото фона, синий глубокий тон одежд Христа, яркая расцветка орнаментов императорских одеяний подчеркивают особое значение этой сцены.
Другая мозаика, созданная в первой половине XII века, изображает императора Иоанна II Комнина и его супругу Ирину, подносящих дары Богоматери. Иоанн держит в руках, как и Константин Мономах, мешочек с золотом, а Ирина, подобно Зое, – свиток. Портрет Иоанна, несмотря на то что многие кубики смальты выпали, отличается величественностью и выразительностью. Лицо императрицы выглядит бесстрастным, так как оно изображено, согласно моде того времени, покрытым толстым слоем косметики, брови – подбритыми, щеки – нарумяненными. Широкий овал лица выдает негреческое происхождение Ирины (она была венгерской принцессой).
Мозаика создана около 1118 года, когда Иоанн взошел на престол. Через несколько лет, в 1122 году, его сын Алексей был объявлен соправителем, и тогда рядом с Ириной появился его портрет. Мозаичист отразил печальную внешность, передал налет обреченности на лице этого мальчика, прожившего в качестве соправителя только десять лет.
За свою долгую историю храм не раз повреждался пожарами и землетрясениями – в 557, 558, 869, 986 годах, но каждый раз его восстанавливали в первоначальном виде. Однако после разгрома, учиненного крестоносцами в 1204 году, восстановить внутреннее убранство Св. Софии в прежнем величии и богатстве оказалось уже невозможно. Последний удар храму был нанесен в 1453 году, когда Константинополь пал и бывшая столица византийских императоров стала главным городом Оттоманской империи.
В день штурма турецкими войсками Константинополя в стенах церкви искали спасения 10 тысяч верующих. Сегодня на одной из мраморных плит храма, справа от амвона, можно видеть рисунок, напоминающий кисть человеческой руки. По преданию, это отпечаток руки султана Мехмеда II, который в день взятия турками Константинополя въехал в храм верхом на лошади по трупам погибших христиан.