L'église tire son nom d'une sainte qui œuvrait alors à la propagation du christianisme. Un groupe de païens tenta de tuer sainte Irène en la jetant d'abord dans un puits rempli de serpents, puis en la traînant sur le sol tout en lapidant.
Malgré les efforts des païens, Irène survécut miraculeusement. Témoins de ces événements surnaturels, la plupart des païens se convertirent au christianisme et Irène devint une sainte aux yeux du peuple. L'empereur Constantin, qui fit du christianisme la religion unique de l' Empire romain , donna son nom à son église.
L'église fut d'abord construite en bois, mais elle fut incendiée lors de la révolte de Niké en 532. Bien que l' empereur Justinien ait fait restaurer Sainte-Irène en même temps que Sainte-Sophie, elle subit par la suite d'importants dommages lors d'incendies et de tremblements de terre.
Heureusement, l'église fut rénovée à chaque fois qu'elle fut endommagée et, après la conquête de Constantinople, elle demeura à l'intérieur des murs de la cour du palais de Topkapı. Pendant longtemps, Sainte-Irène servit de dépôt d'armes ; finalement, en 1869 , elle fut transformée en musée.
Elle devint ainsi le premier musée de l'Empire ottoman et a conservé cette fonction pendant longtemps. De plus, c'est la seule église qui subsiste aujourd'hui avec un atrium (c'est-à-dire qu'elle est éclairée par le haut à travers de petites fenêtres).
Ce bâtiment éthéré ne peut être visité qu'avec une autorisation spéciale, qui peut être acquise au musée Sainte-Sophie. En raison de son acoustique extraordinaire, il accueille souvent une variété de concerts et d'événements culturels/artistiques. (Ne vous inquiétez pas si vous ne trouvez pas de concert à l'église Sainte-Irène lors de la planification de votre voyage à Istanbul, il y a une infinité d'événements à Istanbul !)