Османы стали активно перестраивать христианскую святыню и превращать ее в мечеть. Все работы проводились с большой осторожностью и уважением к символикам христианской веры. Мозаики, фрески и надписи не были разрушены, их покрыли штукатуркой. А арабская каллиграфия была нанесена лишь на свободные стены храма. Дело в том, что османские мастера, проводившие реконструкцию, были поражены красотой собора и приложили максимум усилий, чтобы сохранить ее.
Минареты были пристроены к собору по одному. Был установлен мраморный резной минбар – это трибуна, с которой имам читает пятничную проповедь. Позже для установления михраба – ниши, в которой молится имам мечети – появилась необходимость в переносе алтарной части собора. Интерьер мечети также дополнило ложе султана, которое было отгорожено позолоченной решеткой. Традиционные для христианства свечи были заменены свисающими с высокого потолка люстрами с лампадами.
Мало-помалу мечеть превращалась в главное религиозное сооружение, которое украшалось трофеями, привезенными с захваченных территорий, сюда же свозились значимые святыни ислама. Например, великолепные бронзовые подсвечники, которые и сейчас стоят возле михраба, были привезены султаном Сулейманом Великолепным из Буды, столицы Венгрии.
Собор Святой Софии был назван Айя-София, что имеет два значения. Одно – «чудесная и изумительная», а другое означает маленькую главу Корана.
В 1935 году первый президент Турецкой Республики Мустафа Кемаль Ататюрк присвоил мечети музейный статус. С этого дня началась грандиозная реставрация, которая длилась несколько десятилетий. Был снята штукатурка, открывшая изумительные мозаики и фрески. С пола был снят огромный ковер, под которым изумленным взорам посетителей предстал роскошный мраморный пол.
Но это еще не все загадки собора. В храме есть подземная часть, которая до сих пор не исследована. В летописях написано, что для постройки храма был выкопан огромный котлован глубиной 70 метров. Пол собора сканировали, и исследование сие показало, что под Айя-Софией действительно есть огромные пространства, ничем не заполненные. Источники указывают, что это гигантские цистерны для хранения воды, что было обычным для того времени, ибо вода была главной ценностью во время засухи или осады. А еще здесь есть подземные сухие туннели, один из которых ведет к Ипподрому, а другой – ко дворцу Топкапы.