הקיסר יוסטיניאנוס הראשון, שנודע בפרויקטי הבנייה המפוארים שלו כמו כנסיית איה סופיה, הורה על הקמת כנסייה זו בין השנים 527 ל-536 לספירה. בתחילה נקראה כנסיית הקדושים סרגיוס ובקכוס, והכבוד הוענק לשני חללי אמונה נוצרים. העיצוב הייחודי שלה, הכולל כיפה מרכזית, היה פורץ דרך בזמנו ואולי אף השפיע על בניית איה סופיה הגדולה יותר.

לאחר שהעות'מאנים כבשו את קונסטנטינופול בשנת 1453, הוסבה הכנסייה למסגד, המכונה Kucuk Ayasofya Camii או מסגד איה סופיה הקטנה. הוסיפו צריח ובית ספר דתי. למרות אתגרים כמו רעידות אדמה ולחות, ואף ששימש כמחסה בעת מלחמות, המסגד נותר אתר היסטורי חשוב הודות למאמצי שיקום נרחבים.
פלא אדריכלי
מבחוץ, העיצוב של מסגד איה סופיה הקטנה פשוט אך אלגנטי, ומשקף את טכניקות הבנייה של התקופה. המבנה הוא מתומן, עם כיפה מרהיבה הנתמכת על ידי שמונה עמודים. כשמתקרבים, חצר מקסימה עם גינה קטנה ומזרקה מקבלת את פניכם, ויוצרת מרחב שקט לעצור ולהתרשם מהסביבה.

מבפנים, פאר המסגד מתגלה במלואו. גלריה עם ארקדות בשתי קומות לאורך הצד הצפוני, המערבי והדרומי מעוטרת בעמודי שיש ורד עתיק ואבן שיש אדום מסינאדיאק. עמודים אלה, שמציגים את אומנות הדורות שקדמו, נושאים כיפה המחולקת לשישה עשר חלקים. כתובת בשנים עשר הקסמטרים יווניים מנציחה את הקיסר יוסטיניאנוס, את אשתו תאודורה ואת הקדוש סרגיוס, ובכך מעניקה משמעות היסטורית לחלל הפנימי.
סיפורים ואגדות
אף על פי של איה סופיה הקטנה אין מעמד אגדתי כמו לזה של המקבילה הגדולה יותר, יש לה חלק משלה בסיפורים מסקרנים. אגדה אחת מספרת על הקיסר יוסטיניאנוס, שלפני שהתמנה לקיסר הוא הואשם בבגידה. הקדושים סרגיוס ובקכוס הופיעו בפני הקיסר יוסטין הראשון בחלום, וטענו בעד חפותו של יוסטיניאנוס. מתוך הכרת תודה על התערבותם, יוסטיניאנוס נשבע לבנות כנסייה לכבודם, וכך הוקמה איה סופיה הקטנה.

סיפור נוסף מדגיש את החשיבות האדריכלית של המסגד, ומרמז שהוא שימש כשטח ניסוי לטכניקות שהושלמו באיה סופיה הגדולה. אף על פי שאין כאן משהו על-טבעי, האגדה הזו מדגישה את הרוח החדשנית של האדריכלות הביזנטית.
שמועות על אוצרות חבויים בתוך קירות המסגד ממשיכות לרחוש, ומאמינים שהם הוסתרו במהלך הכיבוש העות'מאני. אף על פי שקיומם של אוצרות כאלה אינו ודאי, האגדה מוסיפה לתחושת התעלומה של המקום.