L’obra culminant de l’arquitectura bizantina de l’època de Justinià és la gran Basílica de Santa Sofia, capella palatina i escenari principal d’un cerimonial esplèndid en el qual es manifestava el poder de l’imperi teocràtic. En aquest context, el temple de la Divina Saviesa va plantejar-se com un símbol emblemàtic del poder imperial i com l’ofrena més sumptuosa al Déu que l’havia fet possible. Això justificaria la frase atribuïda a Justinià en el moment de consagrar la basílica: “Salomó, t’he vençut”.
Edificada entre els anys 532 i 537, Santa Sofia s’aixeca sobre les restes d’una basílica del segle IV, bastida per Constantí i reconstruïda per Teodosi II, que va ser destruïda i incendiada durant la revolta urbana de Nika, produïda durant els primers i convulsos anys del regnat de Justinià. Un cop consolidat el seu poder, l’emperador bizantí va iniciar un política expansionista amb l’objectiu de reconstruir el vell Imperi Romà i, en paral·lel, una política de reconstrucció de la capital.
Per dur a terme la construcció, Justinià va escollir dos científics experts en cinètica, dos teòrics de les lleis físiques i els mestres d’obres Artemi de Tral·les i Isidor de Milet, i va posar al seu abast tots els recursos econòmics i humans de què disposava. Sota la seva guia van treballar-hi uns 10.000 obrers i va ser necessari anar a cercar materials a totes les terres de l’Imperi, prenent-los sovintment d’antics temples pagans.
La planta de l’edifici mostra un rectangle de 71 per 77 metres, precedit per un nàrtex interior i un d’exterior. Dins del rectangle, quatre enormes pilars, lligats entre ells i amb la resta de l’edifici per un joc d’arcades i voltes, delimiten un quadrat de 31 metres de costat. Damunt dels pilars s’alcen quatre arcs de mig punt que, mitjançant un sistema de petxines, defineixen el cercle sobre el que s’aixeca una gran cúpula semiesfèrica composada per quaranta nervis i els seus corresponents panys corbs. La cúpula s’alça fins els 65 metres i a la seva base quaranta finestres creen l’efecte d’una anella de llum que sembla deixar la cúpula suspesa a l’aire.
A l’est i a l’oest de la basílica, dues semicúpules perllonguen l’espai fins a cobrir totalment el rectangle i definir un eix longitudinal des de l’entrada fins a l’absis. A més, aquesta sala central actua com un gran baldaquí que simbolitza tant la volta celestial com el camí cap a la salvació del fidel cristià. També cal destacar que l’extrem occidental està precedit per un nàrtex doble i un atri porticat.
Finalment, al nord i al sud de l’edifici s’estenen dues naus laterals molt compartimentades i separades de la central per un doble pis d’arcades sobre columnes. Per sobre de la tribuna, al mur que tanca l’espai central s’obren dues fileres de finestres.
Tot i aquesta estructura, els problemes de sustentació de la cúpula van resultar difícils de resoldre. Fins i tot, la cúpula inicial va ensorrar-se el 577, fet que va obligar els arquitectes a modificar el seu traçat per fer-la més alta i apaivagar així les tensions laterals mitjançant dos grans contraforts exteriors a cada costat. El resultat d’aquest esforç, però, va comportar que l’exterior resultés massa massís i amb uns volums trencats, fet que contrasta amb la serenor i lluminositat de l’interior.
El revestiment de les parets amb grans lloses de marbre i la presència de les columnes –un total de 107 columnes: 40 a la planta, 60 al gineceu i 7 a la galeria superior –, juntament amb el revestiment mural de mosaics, contribueixen al luxe i a la solemnitat que presenta l’interior de l’edifici. Principal santuari de l’Imperi d’Orient, anomenada Gran Església i símbol de tota l’Ortodòxia, Santa Sofia enlluerna sempre els visitants per l’harmonia i l’esplendor del seu interior.
La conversió de Santa Sofia en mesquita en el segle XV, després de la conquesta de Constantinoble pels turcs (1453), va fer possible la conservació de l’edifici. Tanmateix, aquesta conversió va modificar el seu aspecte original per ordre dels soldans: el mobiliari litúrgic ortodox va eliminar-se, els mosaics bizantins van ser coberts amb pintura i guix i s’hi van incloure panells amb inscripcions coràniques. A més, a l’exterior de l’edifici van afegir-se quatre minarets en forma de torre cilíndrica i van edificar-se diversos mausoleus al voltant de l’església, fet que va contribuir a la sensació de desordre volumètric que presenta l’exterior.
Reconvertida, el 1934, en museu d’art bizantí pel president turc Kemal Atatürk, Santa Sofia de Constantinoble és, encara avui, el testimoni més espectacular de l’arquitectura bizantina. La basílica esdevé l’expressió de la síntesi gairebé perfecta entre la planta basilical rectangular i l’espai central cupulat, és a dir, entre la tradició clàssica grecollatina i la tradició constructiva amb cobertes corbes de l’Àsia Menor.